[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，图像传感器包括：半导体衬底；位于半导体衬底中的溢出栅极结构，所述溢出栅极结构具有相对的第一侧和第二侧；位于所述溢出栅极结构的第一侧半导体衬底中的溢出漏区，所述溢出漏区适于电学连接电源线；二极管掺杂层，所述二极管掺杂层位于溢出栅极结构的第二侧半导体衬底中；位于所述溢出栅极结构底部半导体衬底中的附加浮空扩散区，所述附加浮空扩散区与二极管掺杂层相互分立且和溢出漏区相互分立。所述图像传感器的性能得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。

图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

然而，现有的CMOS图像传感器的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法，以提高图像传感器的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器，包括：半导体衬底；位于半导体衬底中的溢出栅极结构，所述溢出栅极结构具有相对的第一侧和第二侧；位于所述溢出栅极结构的第一侧半导体衬底中的溢出漏区，所述溢出漏区适于电学连接电源线；二极管掺杂层，所述二极管掺杂层位于溢出栅极结构的第二侧半导体衬底中；位于所述溢出栅极结构底部半导体衬底中的附加浮空扩散区，所述附加浮空扩散区与二极管掺杂层相互分立且和溢出漏区相互分立。

可选的，所述附加浮空扩散区的导电类型为N型，所述二极管掺杂层的导电类型为N型，所述溢出漏区的导电类型为N型。

可选的，所述溢出栅极结构包括溢出栅介质层和位于溢出栅介质层上的溢出栅电极，所述溢出栅介质层包围溢出栅电极的底部和侧壁。

可选的，所述溢出栅极结构的深度大于所述溢出漏区的深度。

可选的，所述溢出栅极结构的深度为0.1微米～0.2微米；所述溢出漏区的深度为0.05微米～0.1微米。

可选的，还包括：位于所述半导体衬底上的传输栅极结构，所述二极管掺杂层位于所述传输栅极结构的一侧；位于所述半导体衬底中的浮空扩散区，所述浮空扩散区位于所述传输栅极结构的另一侧。

本发明还提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底中形成二极管掺杂层；在所述二极管掺杂层侧部的半导体衬底中形成栅沟槽；在所述栅沟槽底部的半导体衬底中形成附加浮空扩散区，所述附加浮空扩散区和所述二极管掺杂层相互分立；形成附加浮空扩散区后，在所述栅沟槽中形成溢出栅极结构，所述溢出栅极结构具有相对的第一侧和第二侧，所述二极管掺杂层位于溢出栅极结构的第二侧；形成所述栅沟槽后，在所述半导体衬底中形成溢出漏区，所述溢出漏区位于所述溢出栅极结构的第一侧，所述溢出漏区适于电学连接电源线，所述溢出漏区和所述附加浮空扩散区相互分立。

可选的，形成所述附加浮空扩散区的工艺包括离子注入工艺。

可选的，在形成所述附加浮空扩散区的过程中形成所述溢出漏区；或者，形成所述溢出栅极结构后，形成所述溢出漏区。

可选的，形成所述溢出栅极结构的方法包括：在所述栅沟槽的侧壁和底部形成溢出栅介质层；在所述栅沟槽中形成溢出栅电极，所述溢出栅电极位于所述溢出栅介质层上。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：