[发明专利]一种半导体器件及其形成方法

说明书

一种半导体器件包括：形成在衬底中的光电二极管；以及具有栅极部件的至少一个晶体管，其中，栅极部件包括第一部分和连接至第一部分的端部的第二部分，第一部分设置在衬底的主表面之上并且沿着衬底的主表面延伸，以及第二部分从衬底的主表面延伸到衬底中，其中，光电二极管和至少一个晶体管至少部分地形成像素。本发明实施例涉及一种半导体器件及其形成方法。

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体器件及其形成方法。

背景技术

集成电路(IC)技术不断得到改进。这种改进通常涉及按比例缩小器件几何形状以实现更低的制造成本、更高的器件集成密度、更高的速度和更好的性能。除了由这种减小的几何尺寸导致的各种优势之外，正在对IC器件(例如，图像传感器件)直接进行改进。

通常，图像传感器件包括用于检测入射光和记录入射光的强度(或亮度)的像素阵列(或网格)。每个像素包括配置为检测入射光并将检测到的入射光转换为电信号(例如，光电流/电流信号)的至少一个光敏二极管(以下称为“光电二极管”)，以及连接至光电二极管的多个晶体管(在下文中称为“像素晶体管”)，它们共同地配置为处理电信号以记录检测到的入射光的强度或亮度。

为了评估图像传感器件的性能，通常考虑图像传感器件的各种特性，其中，重要的一个是图像传感器件的量子效率。通常由图像传感器件的“填充因子”确定这种量子效率。填充因子计算为光电二极管所占据的芯片面积除以相应像素的总芯片面积的比率。然而，在传统的图像传感器件中，平面地形成上述像素晶体管中的至少一个。即，至少一个像素晶体管的相应栅极部件仅沿着像素的主表面横向延伸。当以这种完全横向的方式形成栅极部件时，由于在给定的芯片面积上方，可能显著地减小可用于设置光电二极管的芯片面积，所以可能不利地减小填充因子。

因此，现有的图像传感器件及其制造方法并不完全令人满意。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供了一种半导体器件，包括：光电二极管，形成在衬底中；以及至少一个晶体管，具有从所述衬底的主表面至少部分地延伸到所述衬底中的栅极部件，其中，所述光电二极管和所述至少一个晶体管至少部分地形成像素。

根据本发明的另一些实施例，还提供了一种半导体器件，包括：光电二极管，形成在衬底中；以及至少一个晶体管，具有栅极部件，其中，所述栅极部件包括第一部分和连接至所述第一部分的端部的第二部分，所述第一部分设置在所述衬底的主表面之上并且沿着所述衬底的主表面延伸，以及所述第二部分从所述衬底的主表面延伸到所述衬底中，其中，所述光电二极管和所述至少一个晶体管至少部分地形成像素。

根据本发明的又一些实施例，还提供了一种形成半导体器件的方法，包括：形成延伸到衬底中的隔离部件；在所述衬底中形成由所述隔离部件围绕的第一半导体区和第二半导体区；凹进所述隔离部件的部分以暴露所述隔离部件的面向所述第一半导体区和所述第二半导体区但与所述第一半导体区和所述第二半导体区横向间隔开的侧壁；以及形成沿着所述衬底的主表面延伸并填充所述隔离部件的凹进部分的栅极部件。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1示出根据一些实施例的形成半导体器件的示例性方法的流程图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H、图2I、图2J示出根据一些实施例的在通过图1的方法制造的各个制造阶段期间的示例性半导体器件的截面图。

图3示出根据一些实施例的通过图1的方法制造的示例性半导体器件的示例性顶视图。

具体实施方式