[发明专利]CMOS-TDI图像传感器及其形成方法

说明书

一种CMOS‑TDI图像传感器及其形成方法，其中，CMOS‑TDI图像传感器包括：基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内掺杂有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；位于所述第一沟道上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区。所述CMOS‑TDI图像传感器的暗电流较小。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种CMOS-TDI图像传感器及其形成方法。

背景技术

时间延时积分(Time Delay Integration，TDI)图像传感器是线性图像传感器的一种演变。时间延时积分图像传感器的成像机理为对拍摄物体所经过的像素逐行进行曝光，将曝光结构累加，从而解决高速运动物体曝光时间不足所引起的成像信号弱问题。时间延时积分图像传感器能够增加有效曝光时间，提高图像信噪比。

时间延时积分图像传感器分为CCD和CMOS两种，然而，由于CCD工艺的特殊性，无法在图像传感器上集成其他处理电路，通用性和灵活性较差。

另外一种TDI图像传感器为CMOS类型，该TDI图像传感器基于通用CMOS制造工艺，每个像素对应一个电荷转移区，转移至该区的电荷经过一个电荷放大模块转化为电压信号。传感器阵列逐行曝光速度与物体行进速度一致，每行像素输出一个电压信号。所有M行输出电压信号累加，对于M级TDI图像传感器，信号提升M倍，但电压域噪声也随之提升。

然而，现有的CMOS-TDI图像传感器的性能仍较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种CMOS-TDI图像传感器及其形成方法，以提高CMOS-TDI图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS-TDI图像传感器，包括：基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；位于所述第一沟道上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区。

可选的，在所述第一沟道内若干个掺杂区沿第一方向排布，所述掺杂区沿第一方向的尺寸为：0.5微米～20微米。

可选的，相邻掺杂区边缘之间的最小距离为：0.5微米～20微米。

可选的，所述掺杂区的深度为：8纳米～50纳米。

可选的，所述第一沟道的深度为：50纳米～250纳米。

可选的，每个第一沟道内掺杂区的个数为2个～16个。

可选的，所述第一栅极结构包括：位于所述第一沟道表面的第一栅介质层和位于第一栅介质层表面的第一栅极层；所述第一栅介质层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。

可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n-1级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构；还包括：位于第n级像素区基底内的第二沟道；位于所述第二沟道表面的第二栅极结构。

可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构。

可选的，所述基底还包括阱区，所述阱区内掺杂有第三离子，所述第三离子与第一离子的导电类型相反，所述阱区接地。

可选的，还包括：位于所述第一栅极结构表面的金属互连层。