[发明专利]一种CMOS图像传感器结构及制造方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器结构，其特征在于，包括：设于SOI衬底上的像素单元阵列和位于所述像素单元阵列周围的外围电路；其中，所述SOI衬底依次包括器件用硅衬底、埋氧层和硅基底，所述像素单元阵列中包括设于所述器件用硅衬底、埋氧层和硅基底中的硅外延层，以及设于所述硅外延层中的多个像素单元的感光部。

2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，自所述器件用硅衬底表面向埋氧层和硅基底中设有沟槽，所述硅外延层设于所述沟槽中，所述外围电路位于所述沟槽的周围。

3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述感光部为光电二极管，所述沟槽底面上的所述硅基底中设有与所述光电二极管相连的箝位结构。

4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述光电二极管由上下相连的多个光电二极管组成。

5.根据权利要求4所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，多个所述光电二极管之间的注入浓度向所述沟槽底面方向依次递减。

6.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述沟槽底面上的所述硅基底中还设有阻挡层。

7.根据权利要求6所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述箝位结构设于所述阻挡层中。

8.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述像素单元阵列还包括设于所述沟槽中的所述硅外延层表面上的像素单元的控制晶体管，浅槽隔离，以及设于所述沟槽外的所述器件用硅衬底正面上的外围电路晶体管。

9.根据权利要求8所述的CMOS图像传感器结构，其特征在于，所述器件用硅衬底正面上还设有介质层，所述介质层中设有金属互连层。

10.一种CMOS图像传感器结构制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一SOI衬底，其从上到下依次为器件用硅衬底、埋氧层和硅基底；

将CMOS图像传感器像素单元阵列所在区域的全部器件用硅衬底、全部埋氧层和部分硅基底去除，在SOI衬底中形成沟槽；

通过离子注入在沟槽底部的硅基底上形成阻挡层；

通过离子注入在阻挡层中进一步形成多个箝位结构；

在沟槽内进行一至多次硅外延层的生长，将沟槽填满；其中，通过离子注入在每层的硅外延层中分别形成光电二极管，使光电二极管与下方的箝位结构对应，每次离子注入时的注入浓度依次递增；

在沟槽周围的器件用硅衬底上形成外围电路晶体管，在最上层的硅外延层上形成像素单元的控制晶体管，以及形成浅槽隔离；

在器件用硅衬底上形成介质层，以及在介质层中形成金属互连层；

将SOI衬底倒置，使介质层与一载片进行键合；

对整个硅基底进行减薄，露出阻挡层以及阻挡层中的箝位结构。