[发明专利]多厚度栅极电介质

说明书

本申请案涉及多厚度栅极电介质。图像传感器包含：一或多个光电二极管，其安置在半导体材料中以接收图像光并产生图像电荷；及浮动扩散，其用以从所述一或多个光电二极管接收所述图像电荷。一或多个转移晶体管经耦合以将所述一或多个光电二极管中的图像电荷转移到所述浮动扩散，并且源极跟随器晶体管经耦合以放大所述浮动扩散中的所述图像电荷。所述源极跟随器包含栅电极(耦合到所述浮动扩散)、源电极及漏电极，以及在所述源电极与漏电极之间安置在所述半导体材料中的作用区。电介质材料安置在所述栅电极与所述作用区之间，并具有第一厚度及第二厚度。所述第二厚度大于所述第一厚度，且所述第二厚度比所述第一厚度更靠近所述漏电极安置。

技术领域

本发明大体上涉及半导体装置，且特定来说(但非排他性地)，涉及图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得无处不在。它们广泛应用于数码相机、蜂窝电话、安全摄像机，以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术持续以迅猛的速度进步。举例来说，对更高分辨率及更低功耗的需求已促进这些装置的进一步微型化及集成化。

典型图像传感器如下操作。来自外部场景的图像光入射在图像传感器上。图像传感器包含多个光敏元件，使得每一光敏元件吸收入射图像光的一部分。包含在图像传感器中的光敏元件(例如光电二极管)各自在吸收图像光时产生图像电荷。所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例。所产生的图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。

发明内容

在一个方面中，提供一种图像传感器。所述图像传感器包括：一或多个光电二极管，其安置在半导体材料中以接收图像光并产生图像电荷；浮动扩散，其用以从所述一或多个光电二极管接收所述图像电荷；一或多个转移晶体管，其经耦合以将所述一或多个光电二极管中的图像电荷转移到所述浮动扩散；及源极跟随器晶体管，其经耦合以放大所述浮动扩散中的所述图像电荷，其包含：栅电极，其耦合到所述浮动扩散；源电极及漏电极；作用区，其安置在所述源电极与所述漏电极之间的所述半导体材料中；及电介质材料，其安置在所述栅电极与所述作用区之间，所述电介质材料具有第一厚度及第二厚度，其中所述第二厚度大于所述第一厚度，且其中所述第二厚度比所述第一厚度更靠近所述漏电极安置。

在另一方面中，提供一种图像传感器制造方法。所述方法包括：在半导体材料中形成一或多个光电二极管以接收图像光并产生图像电荷；在所述半导体材料中植入浮动扩散以从所述一或多个光电二极管接收所述图像电荷；形成一或多个转移晶体管，其经耦合以将所述一或多个光电二极管中的图像电荷转移到所述浮动扩散；以及形成源极跟随器晶体管，其经耦合以放大所述浮动扩散中的所述图像电荷，其包含：形成耦合到所述浮动扩散的栅电极；形成源电极及漏电极；在所述源电极与所述漏电极之间的所述半导体材料中植入作用区；以及形成安置在所述栅电极与所述作用区之间的电介质材料，其具有第一厚度及第二厚度，其中所述第二厚度大于所述第一厚度，且其中所述第二厚度比所述第一厚度更靠近所述漏电极安置。

附图说明

参考以下诸图描述本发明的非限制性及非穷尽实例，其中相似参考数字贯穿各种视图指代相似部分，除非另有规定。

图1A是根据本发明的教示的晶体管的横截面图示。

图1B是根据本发明的教示的包含图1A的晶体管的像素的电路图。

图2是说明根据本发明的教示的包含图1B的像素的成像系统的一个实例的框图。

图3说明根据本发明的教示用于形成图1A的图像传感器的实例方法。

对应参考字符贯穿附图的若干视图指示对应组件。所属领域的技术人员应了解，图式中的元件出于简单及清楚的目的而说明，且未必是按比例绘制。举例来说，图式中一些元件的尺寸相对于其它元件可被夸大以帮助提高对本发明的各种实施例的理解。此外，为了促进对本发明的这些各种实施例的更容易的观察，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用的或必需的常见但众所周知的元件。

具体实施方式