CN104269418B - 一种cmos图像传感器 - Google Patents
一种cmos图像传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104269418B CN104269418B CN201410436932.0A CN201410436932A CN104269418B CN 104269418 B CN104269418 B CN 104269418B CN 201410436932 A CN201410436932 A CN 201410436932A CN 104269418 B CN104269418 B CN 104269418B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- type
- type sheath
- sheath
- cmos image
- image sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
本发明的实施例提供一种CMOS图像传感器，涉及半导体技术领域，可实现高敏度和高速响应。该CMOS图像传感器的每个像素单元包括：P型半导体衬底及其上方的第一N型离子层和围绕第一N型离子层的P阱；第一N型离子层上方的第二N型离子层、第三N型离子层、第一P型离子层和第二P型离子层；第一P型离子层和第二P型离子层被第二N型离子层间隔，第二N型离子层和第三N型离子层被第二P型离子层间隔；第二N型离子层的掺杂浓度和第三N型离子层的掺杂浓度大于第一N型离子层的掺杂浓度；第一P型离子层的掺杂浓度和第二P型离子层的掺杂浓度介于P阱的掺杂浓度和P型半导体衬底的掺杂浓度之间；用于传感器的制造。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器。
背景技术
图像传感器是数字摄像头的重要组成部分，其可以分为CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体元件)图像传感器和CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合元件)图像传感器两大类。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器具有低成本、低功耗、高集成度等诸多优势而广泛的应用于各类电子产品中。
现有技术中，CMOS图像传感器的像素单元的结构如图1所示，主要可以包括用于进行光电信号转换的光电二极管1、用于累积所述光电二极管1中产生的光生电子的浮点扩散区2；用于对所述浮点扩散区2进行复位的复位晶体管3、用于将所述光电二极管1中的光生电子转变为电压信号的源跟随晶体管4、以及用于控制所述光电二极管1采集到的信号进行输出的选通晶体管5。
但在上述的CMOS图像传感器中，所述浮点扩散区(Floating Diffusion，简称FD)的体积较大，因此能够容纳的电子数量相对较多，需要将其填满的电子数量也相对较多；这样便会导致所述CMOS图像传感器的响应时间较长，从而对其响应的速度和敏感度产生不利影响。
发明内容
本发明的实施例提供一种CMOS图像传感器，可减小浮点扩散区的体积，降低浮点扩散区的电荷存储量，从而实现高敏度和高速响应。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
提供一种CMOS图像传感器，包括阵列排布的多个像素单元；所述CMOS图像传感器的每个像素单元包括：P型半导体衬底；位于所述P型半导体衬底上方的第一N型离子层，以及围绕所述第一N型离子层的P阱；位于所述第一N型离子层上方的第二N型离子层和第三N型离子层，以及第一P型离子层和第二P型离子层；所述第一P型离子层和所述第二P型离子层被所述第二N型离子层间隔，所述第二N型离子层和所述第三N型离子层被所述第二P型离子层间隔；其中，所述第一N型离子层与所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层均接触，且所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层之间均不接触；所述第二N型离子层的掺杂浓度和所述第三N型离子层的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层的掺杂浓度；所述P阱的掺杂浓度大于所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度，且所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底的掺杂浓度。
优选的，所述第一P型离子层的掺杂浓度大于所述第二P型离子层的掺杂浓度；其中，所述第二P型离子层的掺杂浓度为1018～1019个/cm3。
优选的，所述第二N型离子层的掺杂浓度小于所述第三N型离子层的掺杂浓度；其中，所述第二N型离子层的掺杂浓度在1017～1018个/cm3。
可选的，所述P型半导体衬底包括P型硅衬底、P型锗衬底、P型硅锗衬底中的一种；或者，所述P型半导体衬底由支撑衬底、所述支撑衬底上的绝缘埋层、以及所述绝缘埋层上的P型半导体层组成；其中，所述P型半导体层包括P型硅半导体层、P型锗半导体层、P型硅锗半导体层中的一种。
可选的，所述P阱在所述P型半导体衬底中的深度大于所述第一N型离子层在所述P型半导体衬底中的深度；所述P阱远离所述P型半导体衬底一侧的表面与所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层远离所述P型半导体衬底一侧的表面平齐。
进一步的，所述P阱与所述第一P型离子层和所述第一N型离子层直接接触；或者，所述P阱与所述第一P型离子层和所述第三N型离子层直接接触。
可选的，所述CMOS图像传感器的每个像素单元还包括像素读出电路；所述像素读出电路包括与所述第二N型离子层相连的浮点扩散节点、复位管、源跟随管和选通管；其中，所述复位管与复位线、电源、以及所述浮点扩散节点相连；所述源跟随管与所述浮点扩散节点、电源、以及所述选通管相连；所述选通管与选择信号线、所述源跟随管、以及输出端相连。
进一步可选的，所述第三N型离子层与接地端相连。
进一步的，所述第二P型离子层与控制电路相连。
可选的，所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层、以及所述P阱的上方还设置有保护层；其中，所述保护层至少将所述第二N型离子层和所述第三N型离子层露出。
本发明的实施例提供一种CMOS图像传感器，包括阵列排布的多个像素单元；所述CMOS图像传感器的每个像素单元包括：P型半导体衬底；位于所述P型半导体衬底上方的第一N型离子层，以及围绕所述第一N型离子层的P阱；位于所述第一N型离子层上方的第二N型离子层和第三N型离子层，以及第一P型离子层和第二P型离子层；所述第一P型离子层和所述第二P型离子层被所述第二N型离子层间隔，所述第二N型离子层和所述第三N型离子层被所述第二P型离子层间隔；其中，所述第一N型离子层与所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层均接触，且所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层之间均不接触；所述第二N型离子层的掺杂浓度和所述第三N型离子层的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层的掺杂浓度；所述P阱的掺杂浓度大于所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度，且所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底的掺杂浓度。
基于上述描述可知，本发明的实施例提供了一种新型结构的CMOS图像传感器；其中，针对所述CMOS图像传感器的每一个像素单元，所述P型半导体衬底及其上方的所述第一N型离子层和所述第一P型离子层可以构成所述像素单元的感光区PD，所述第二N型离子层可以构成所述像素单元的浮点扩散区FD，所述第三N型离子层可以构成所述像素单元的电荷溢漏区DR。这样，所述感光区PD可以在光照条件下产生光生电子，所产生的光生电子可以流向所述浮点扩散区FD；当所述浮点扩散区FD填满之后，多余的电子便会流向所述电荷溢漏区DR，并进一步流向地面。
在此基础上，一方面，所述感光区本质上是一个具有N型完全耗尽区的深埋型光电二极管，该深埋型光电二极管在工作过程中可以产生边缘场效应；在边缘场效应的作用下，所述光电二极管中产生的光生电子在流向所述浮点扩散区的过程中，受到所述光电二极管和所述浮点扩散区之间的势能差的牵引作用，实现电子的加速流动，使得所述电子在流向所述浮点扩散区的途中的实际电荷量减少，从而实现所述浮点扩散区的实际存储电容降低；另一方面，通过在所述第一P型离子层和所述第二P型离子层之间设置所述第二N型离子层，并使所述第二N型离子层到所述第一P型离子层和所述第二P型离子层具有一定距离D，以在所述浮点扩散区到所述电荷溢漏区之间形成障壁势垒；进一步的，通过在所述第二N型离子层和所述第三N型离子层之间设置所述第二P型离子层，并使所述第二P型离子层具有一定宽度W，以降低所述障壁势垒的高度；这样，通过调节所述D和所述W的数值(以所述像素单元的实际结构及尺寸为依据进行模拟而得)，便可以控制所述障壁势垒的高度，从而减小所述浮点扩散区的面积以减小其体积，降低所述浮点扩散区的电荷存储量，进而提高像素单元的响应速度，实现所述CMOS图像传感器的高敏感和高速响应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中CMOS图像传感器的像素单元的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的结构示意图一；
图3为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的结构示意图二；
图4为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的工作过程示意图；
图5为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的感光区的结构示意图；
图6(a)为现有技术中CMOS图像传感器的像素单元的局部势能图；
图6(b)为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的局部势能图；
图7为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的俯视图；
图8为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的像素单元的势能图；
图9为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的尺寸D对其势能图的影响；
图10为本发明的实施例提供的一种CMOS图像传感器的尺寸W对其势能图的影响。
附图标记：
1-光电二极管；2-浮点扩散区；3-复位晶体管；4-源跟随晶体管；5-选通晶体管；10-P型半导体衬底；20-P阱；30-第一N型离子层；40-第二N型离子层；50-第三N型离子层；60-第一P型离子层；70-第二P型离子层；80-保护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供一种CMOS图像传感器，包括阵列排布的多个像素单元。如图2和图3所示，所述CMOS图像传感器的每个像素单元可以包括：P型半导体衬底10；位于所述P型半导体衬底10上方的第一N型离子层30，以及围绕所述第一N型离子层30的P阱20；位于所述第一N型离子层30上方的第二N型离子层40和第三N型离子层50，以及第一P型离子层60和第二P型离子层70；所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70被所述第二N型离子层40间隔，所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50被所述第二P型离子层70间隔。
其中，所述第一N型离子层30与所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50均接触，且所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50之间均不接触。
所述第二N型离子层40的掺杂浓度和所述第三N型离子层50的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层30的掺杂浓度；所述P阱20的掺杂浓度大于所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度，且所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底10的掺杂浓度。
需要说明的是，第一，本发明的实施例提供的所述图像传感器是一新型结构的CMOS图像传感器，其主要可以包括阵列排布的多个像素单元、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等部分，且这些部分可以集成在同一块半导体衬底上。
这里仅对所述像素单元的结构进行具体说明，而对所述像素单元以外的结构不做解释。
第二，所述P型半导体衬底10是指通过在半导体衬底中掺入微量的P型离子而得到的衬底。其中，所述P型离子主要可以包括硼离子、铟离子、镓离子、以及铝离子等三价离子中的一种或多种；所述半导体衬底可以包括硅衬底、锗衬底、硅锗衬底中的一种，也可以包括SOI衬底(Silicon-On-Insulator，绝缘体上硅衬底)、GOI衬底(Germanium-On-Insulator，绝缘体上锗衬底)、SGOI衬底(Silicon-Germanium-On-Insulator，绝缘体上硅锗衬底)中的一种，且不限于此。
第三，所述P阱20和所述第一N型离子层30均位于所述P型半导体衬底10的上方，且所述P阱20位于所述第一N型离子层30的周围。其中，参考图2所示，所述P阱20可以与所述第一N型离子层30直接接触；或者，参考图3所示，所述P阱20可以与所述第一N型离子层30不接触，在此不做具体限定。
第四，所述P阱20可以通过在所述P型半导体衬底10的预定区域内进行P型离子的注入而得到，所述第一N型离子层30可以通过在所述P型半导体衬底10的预定区域内进行N型离子的注入而得到。同理，所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50，以及所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70也可以通过在所述P阱20和/或所述第一N型离子层30的预定区域内分别进行N型离子或者P型离子的注入而得到。
其中，所述第二N型离子层40和第三N型离子层50、以及所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70的深度可以相同或不同，在此不做具体限定。
第五，本发明的实施例中仅限定了所述第二N型离子层40的掺杂浓度和所述第三N型离子层50的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层30的掺杂浓度，而对所述第二N型离子层40的掺杂浓度和所述第三N型离子层50的掺杂浓度之间的关系未做限定。
同理，本发明的实施例仅限定了所述P阱20的掺杂浓度大于所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度，且所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底10的掺杂浓度，而对所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度之间的关系未做限定。
本发明的实施例提供一种CMOS图像传感器，包括阵列排布的多个像素单元。所述CMOS图像传感器的每个像素单元可以包括：P型半导体衬底10；位于所述P型半导体衬底10上方的第一N型离子层30，以及围绕所述第一N型离子层30的P阱20；位于所述第一N型离子层30上方的第二N型离子层40和第三N型离子层50，以及第一P型离子层60和第二P型离子层70；所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70被所述第二N型离子层40间隔，所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50被所述第二P型离子层70间隔。
其中，所述第一N型离子层30与所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50均接触，且所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50之间均不接触。
所述第二N型离子层40的掺杂浓度和所述第三N型离子层50的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层30的掺杂浓度；所述P阱20的掺杂浓度大于所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度，且所述第一P型离子层60的掺杂浓度和所述第二P型离子层70的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底10的掺杂浓度。
基于上述描述可知，本发明的实施例提供了一种新型结构的CMOS图像传感器；其中，针对所述CMOS图像传感器的每一个像素单元，所述P型半导体衬底10及其上方的所述第一N型离子层30和所述第一P型离子层60可以构成所述像素单元的感光区PD，所述第二N型离子层40可以构成所述像素单元的浮点扩散区FD，所述第三N型离子层50可以构成所述像素单元的电荷溢漏区DR。这样，如图4所示，所述感光区PD可以在光照条件下产生光生电子，所产生的光生电子可以流向所述浮点扩散区FD；当所述浮点扩散区FD填满之后，多余的电子便会流向所述电荷溢漏区DR，并进一步流向地面。
在此基础上，一方面，如图5所示，所述感光区本质上是一个具有N型完全耗尽区的深埋型光电二极管，该深埋型光电二极管在工作过程中可以产生边缘场效应；如图6(a)和图6(b)所示，在边缘场效应的作用下，所述光电二极管中产生的光生电子在流向所述浮点扩散区的过程中，受到所述光电二极管和所述浮点扩散区之间的势能差的牵引作用，实现电子的加速流动，使得所述电子在流向所述浮点扩散区的途中的实际电荷量减少，从而实现所述浮点扩散区的实际存储电容有所降低；另一方面，如图7和图8所示，通过在所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70之间设置所述第二N型离子层40，并使所述第二N型离子层40到所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70具有一定距离D，以在所述浮点扩散区到所述电荷溢漏区之间形成障壁势垒；进一步的，通过在所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50之间设置所述第二P型离子层70，并使所述第二P型离子层70具有一定宽度W，以降低所述障壁势垒的高度；这样，通过调节所述D和所述W的数值(以所述像素单元的实际结构及尺寸为依据进行模拟而得)，便可以控制所述障壁势垒的高度，从而减小所述浮点扩散区的面积以减小其体积，降低所述浮点扩散区的电荷存储量，进而提高像素单元的响应速度，实现所述CMOS图像传感器的高敏感和高速响应。
基于上述描述可知，通过控制所述第二N型离子层40到所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70的距离D、以及所述第二P型离子层70的宽度W，便可以降低所述障壁势垒的高度，从而减小所述浮点扩散区的体积，降低其电荷存储量，提高响应速度。在此基础上，图9和图10绘示了不同数值的D和W对于所述障壁高度的影响。根据图示的模拟数据可以看出，在D＝0.1μm、W＝1.2μm的条件下，可以得到最小的浮点扩散区的体积(最小的电容)和最短的响应时间(最快的响应速度)。
优选的，所述第一P型离子层60的掺杂浓度大于所述第二P型离子层70的掺杂浓度；其中，所述第二P型离子层70的掺杂浓度为1018～1019个/cm3。
这样，在所述第一P型离子层60和所述第二P型离子层70之间形成的浓度梯度有利于使所述感光区产生的光生电子迅速的流向所述浮点扩散区，从而进一步减小所述浮点扩散区的实际电容。
优选的，所述第二N型离子层40的掺杂浓度小于所述第三N型离子层50的掺杂浓度；其中，所述第二N型离子层40的掺杂浓度在1017～1018个/cm3。
这样，通过使所述第二N型离子层40的掺杂浓度小于所述第三N型离子层50的掺杂浓度，可以减小所述浮点扩散区的深度，从而进一步减小其体积。
可选的，所述P型半导体衬底10可以包括P型硅衬底、P型锗衬底、P型硅锗衬底中的一种；或者，所述P型半导体衬底10可以由支撑衬底、所述支撑衬底上的绝缘埋层、以及所述绝缘埋层上的P型半导体层组成；其中，所述P型半导体层包括P型硅半导体层、P型锗半导体层、P型硅锗半导体层中的一种。
当然，所述P型半导体衬底10还可以采用其它的半导体材料，在此不做具体限定。
这里需要说明的是，在所述P型半导体衬底10为前者的情况下，可以根据需要对所述P型半导体衬底10进行离子注入，从而形成所需的各个离子层；在所述P型半导体衬底10为后者的情况下，可以根据需要仅对所述P型半导体层进行离子注入，从而形成所需的各个离子层。
考虑到所述P阱20可以在所述像素单元的内部形成高低势能，为了获得相对较大的势能差，所述P阱20在所述P型半导体衬底10中的深度可以大于所述第一N型离子层30在所述P型半导体衬底10中的深度；所述P阱20远离所述P型半导体衬底10一侧的表面可以与所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50远离所述P型半导体衬底10一侧的表面平齐。
在此基础上，参考图2所示，所述P阱20可以与所述第一P型离子层60和所述第一N型离子层30直接接触；或者，参考图3所示，所述P阱20可以与所述第一P型离子层60和所述第三N型离子层50直接接触。
基于上述描述，所述第一P型离子层60、所述第二N型离子层40、所述第二P型离子层70、所述第三N型离子层50、以及所述P阱20的上方还设置有保护层80；其中，所述保护层80至少将所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50露出。
其中，所述保护层80的材料可以采用二氧化硅等材料。
这里需要说明的是，所述保护层80至少将所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50露出，是为了将所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50与所述像素单元的读出电路相连；在此基础上，所述保护层80还可以根据实际需要露出其它部分，以便于进行电路的连接。
基于此，所述CMOS图像传感器的每个像素单元还可以包括像素读出电路；所述像素读出电路可以包括与所述第二N型离子层40相连的浮点扩散节点、复位管、源跟随管和选通管；其中，所述复位管与复位线、电源、以及所述浮点扩散节点相连；所述源跟随管与所述浮点扩散节点、电源、以及所述选通管相连；所述选通管与选择信号线、所述源跟随管、以及输出端相连。
其中，所述浮点扩散节点即为所述浮点扩散区体现在电路结构中的对应部分。
在此基础上，所述像素读出电路还可以包括位于所述光电二极管和所述浮点扩散节点之间的传输门管；其中，所述光电二级管连接在所述传输门管和接地端之间。
其中，所述电源用于为所述CMOS图像传感器的像素单元提供工作电压；所述传输门管、所述复位管、所述源跟随管、所述选通管的导通和截止可以通过控制电路进行控制。
进一步的，所述第三N型离子层50可以连接至接地端；这样，所述电荷溢漏区中的电子便可以直接导向地面。
基于上述描述，优选的，所述第二P型离子层70与控制电路相连，用于拉低所述第二N型离子层40和所述第三N型离子层50之间产生的障壁高度。
这里，通过将所述第二P型离子层70与所述控制电路相连，即可在所述浮点扩散区和所述电荷溢漏区之间施加电压，从而进一步降低所述浮点扩散区和所述电荷溢漏区之间的障壁高度，以使所述浮点扩散区中的电子溢满之后能够快速流向所述电荷溢漏区，并流向地面。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，包括阵列排布的多个像素单元；所述CMOS图像传感器的每个像素单元包括：
P型半导体衬底；
位于所述P型半导体衬底上方的第一N型离子层，以及围绕所述第一N型离子层的P阱；
位于所述第一N型离子层上方的第二N型离子层和第三N型离子层，以及第一P型离子层和第二P型离子层；所述第一P型离子层和所述第二P型离子层被所述第二N型离子层间隔，所述第二N型离子层和所述第三N型离子层被所述第二P型离子层间隔；
其中，所述第一N型离子层与所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层均接触，且所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层之间均不接触；
所述第二N型离子层的掺杂浓度和所述第三N型离子层的掺杂浓度均大于所述第一N型离子层的掺杂浓度；
所述P阱的掺杂浓度大于所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度，且所述第一P型离子层的掺杂浓度和所述第二P型离子层的掺杂浓度均大于所述P型半导体衬底的掺杂浓度。
2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第一P型离子层的掺杂浓度大于所述第二P型离子层的掺杂浓度；
其中，所述第二P型离子层的掺杂浓度为1018～1019个/cm3。
3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第二N型离子层的掺杂浓度小于所述第三N型离子层的掺杂浓度；
其中，所述第二N型离子层的掺杂浓度在1017～1018个/cm3。
4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述P型半导体衬底包括P型硅衬底、P型锗衬底、P型硅锗衬底中的一种；
或者，所述P型半导体衬底由支撑衬底、所述支撑衬底上的绝缘埋层、以及所述绝缘埋层上的P型半导体层组成；其中，所述P型半导体层包括P型硅半导体层、P型锗半导体层、P型硅锗半导体层中的一种。
5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述P阱在所述P型半导体衬底中的深度大于所述第一N型离子层在所述P型半导体衬底中的深度；
所述P阱远离所述P型半导体衬底一侧的表面与所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层远离所述P型半导体衬底一侧的表面平齐。
6.根据权利要求5所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述P阱与所述第一P型离子层和所述第一N型离子层直接接触；
或者，所述P阱与所述第一P型离子层和所述第三N型离子层直接接触。
7.根据权利要求1至6任一项所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器的每个像素单元还包括像素读出电路；
所述像素读出电路包括与所述第二N型离子层相连的浮点扩散节点、复位管、源跟随管和选通管；
其中，所述复位管与复位线、电源、以及所述浮点扩散节点相连；
所述源跟随管与所述浮点扩散节点、电源、以及所述选通管相连；
所述选通管与选择信号线、所述源跟随管、以及输出端相连。
8.根据权利要求7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第三N型离子层与接地端相连。
9.根据权利要求8所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第二P型离子层与控制电路相连。
10.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第一P型离子层、所述第二N型离子层、所述第二P型离子层、所述第三N型离子层、以及所述P阱的上方还设置有保护层；
其中，所述保护层至少将所述第二N型离子层和所述第三N型离子层露出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410436932.0A CN104269418B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种cmos图像传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410436932.0A CN104269418B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种cmos图像传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104269418A CN104269418A (zh) | 2015-01-07 |
| CN104269418B true CN104269418B (zh) | 2017-02-08 |
Family
ID=52160926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410436932.0A Active CN104269418B (zh) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 一种cmos图像传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104269418B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10283558B1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-05-07 | Omnivision Technologies, Inc. | Floating diffusion of image sensor with low leakage current |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102683374A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 上海中科高等研究院 | 高动态范围的图像传感器及其制造方法 |
| CN103928485A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-16 | 重庆大学 | 一种高输出幅度的x射线图像传感器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050106495A (ko) * | 2003-03-06 | 2005-11-09 | 소니 가부시끼 가이샤 | 고체촬상소자 및 그 제조방법과 고체촬상소자의 구동방법 |
| KR20080058841A (ko) * | 2006-12-22 | 2008-06-26 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 수직형 시모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
-
2014
- 2014-08-29 CN CN201410436932.0A patent/CN104269418B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102683374A (zh) * | 2012-05-31 | 2012-09-19 | 上海中科高等研究院 | 高动态范围的图像传感器及其制造方法 |
| CN103928485A (zh) * | 2014-05-08 | 2014-07-16 | 重庆大学 | 一种高输出幅度的x射线图像传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104269418A (zh) | 2015-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9373656B2 (en) | Image sensor and method of manufacturing the same | |
| CN209389038U (zh) | 图像传感器 | |
| CN104157658B (zh) | 一种半导体感光单元及其半导体感光单元阵列 | |
| US20110025892A1 (en) | Image sensor pixel structure employing a shared floating diffusion | |
| JP2007221121A (ja) | ピクセル・センサ・セルおよび製造方法（増加したキャパシタンスを有するｃｍｏｓ撮像装置のフォトダイオード） | |
| CN101286519A (zh) | 图像传感器及其形成方法 | |
| CN103811510B (zh) | 图像传感器的像素单元及其形成方法 | |
| CN102664185A (zh) | Cmos图像传感器及其制作方法 | |
| CN103928486B (zh) | 图像传感器及其形成方法 | |
| CN101459757B (zh) | Cmos图像传感器 | |
| CN106449687A (zh) | 一种图像传感器及其制作方法 | |
| CN103515465A (zh) | 光电探测器及其制造方法 | |
| US20120280109A1 (en) | Method, apparatus and system to provide conductivity for a substrate of an image sensing pixel | |
| CN102347337A (zh) | 背面照光的cmos图像传感器 | |
| CN104269418B (zh) | 一种cmos图像传感器 | |
| CN102332463B (zh) | 带有绝缘埋层的图像传感器及其制作方法 | |
| CN108039354A (zh) | 互补金属氧化物半导体图像传感器及其制造方法 | |
| CN104835825A (zh) | 一种高速cmos图像传感器 | |
| CN104134676A (zh) | 基于辐射环境应用的快速电荷转移像素结构 | |
| CN102332460B (zh) | 带有绝缘埋层的图像传感器及其制作方法 | |
| CN104637959B (zh) | 半导体感光器件及其制造方法 | |
| CN103151365B (zh) | 一种cmos图像传感器及其制造方法 | |
| CN102201421B (zh) | Cmos图像传感器及其形成方法 | |
| CN101567337A (zh) | Cmos图像传感器及其制造方法 | |
| CN104332481B (zh) | 图像传感器及其形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |