CN107799543A - 接触式图像传感器的制造方法 - Google Patents

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CN107799543A CN201711071183.6A CN201711071183A CN107799543A CN 107799543 A CN107799543 A CN 107799543A CN 201711071183 A CN201711071183 A CN 201711071183A CN 107799543 A CN107799543 A CN 107799543A
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林宗德
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Abstract

一种接触式图像传感器的制造方法,包括:提供衬底;在所述衬底内形成若干个沟槽;在所述沟槽底部和侧壁表面形成掺杂层,且所述掺杂层内的掺杂离子的类型为N型或者P型;对所述掺杂层进行退火处理,使所述掺杂层内的掺杂离子扩散至所述沟槽底部和侧壁的衬底内,在所述衬底内形成包围所述沟槽的隔离掺杂阱;在形成所述隔离掺杂阱之后,形成填充满所述沟槽的隔离结构;在相邻隔离结构之间的衬底内形成光电二极管,且所述光电二极管与所述隔离掺杂阱相邻。本发明减少了衬底受到的晶格损伤,从而改善制造的接触式图像传感器的性能。

Description

接触式图像传感器的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种接触式图像传感器的制造方法。
背景技术
图像传感器是将光学信号转化为电学信号的半导体器件。图像传感器包括用于感光的光电二极管和用于将所述感测的光学信号转化为电学信号的逻辑器件。
接触式图像传感器(CIS,Contact Image Sensor)是由光电传感阵列、LED光源阵列和柱状透镜阵列等部件组成的一种新型图像传感器。这些部件均集成在一个条状方形盒内,无需另外的光学附件,且没有调整光路和景深等问题,具有结构简单、体积小、应用方便等优点。在一些应用场合,接触式图像传感器比互补型金属氧化物(CMOS)图像传感器和电耦合(CCD)图像传感器具有无法比拟的优点,例如,接触式图像传感器在传真机、扫描仪、纸币清分兑零等领域应用非常广泛。
光电二极管(PD,Photodiode)作为CIS中的核心结构,其肩负了最重要的光电转换、电荷存储与光生电子转移等重要功能,其对CIS整体性能起到重要影响。CIS包括多个以二位排列的像素单元,其中,每一像素单元内均具有光电二极管。其中,每个像素单元通过隔离结构来实现电隔离,具体的,所述隔离结构可用于电隔离相邻像素单元中的光电二极管。
通常的,为了避免隔离结构中的电子移动到光电二极管中,防止光电二极管中出现暗电流问题,将所述隔离结构与其相邻的光电二极管之间通过离子注入层相隔离。然而,现有技术制造的CIS结构性能有待提高。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种接触式图像传感器的制造方法,改善接触式图像传感器的性能。
为解决上述问题,本发明提供一种接触式图像传感器的制造方法,包括:提供衬底;在所述衬底内形成若干个沟槽;在所述沟槽底部和侧壁表面形成掺杂层,且所述掺杂层内的掺杂离子的类型为N型或者P型;对所述掺杂层进行退火处理,使所述掺杂层内的掺杂离子扩散至所述沟槽底部和侧壁的衬底内,在所述衬底内形成包围所述沟槽的隔离掺杂阱;在形成所述隔离掺杂阱之后,形成填充满所述沟槽的隔离结构;在相邻隔离结构之间的衬底内形成光电二极管,且所述光电二极管与所述隔离掺杂阱相邻。
可选的,所述掺杂层的材料为掺杂有硼离子的氧化硅。
可选的,在进行所述退火处理之前,还包括步骤:在所述掺杂层表面形成盖帽层,且所述盖帽层材料的致密度大于所述掺杂层材料的致密度。
可选的,所述盖帽层的材料为氮化硅或者氧化硅。
可选的,在进行所述退火处理之后、形成所述隔离结构之前,去除所述盖帽层;其中,所述盖帽层的材料为氮化硅时,采用磷酸溶液刻蚀去除所述盖帽层;所述盖帽层的材料为氧化硅时,采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述盖帽层。
可选的,所述盖帽层的厚度为500埃~3000埃。
可选的,在形成所述隔离结构之前,还包括步骤:去除所述掺杂层,暴露出所述沟槽表面。
可选的,在形成所述隔离结构之前,保留所述掺杂层;形成所述隔离结构的工艺步骤中,在所述掺杂层表面形成所述隔离结构。
可选的,形成所述沟槽的工艺步骤包括:在所述衬底表面形成图形化的掩膜层;以所述图形化的掩膜层为掩膜,刻蚀去除部分厚度的衬底,形成所述沟槽。
可选的,在形成所述沟槽后,保留所述图形化的掩膜层;在形成所述掺杂层的工艺步骤中,还在所述图形化的掩膜层表面形成所述掺杂层;在形成所述隔离结构的工艺步骤中,去除所述图形化的掩膜层。
可选的,所述光电二极管包括:第一掺杂区以及位于第一掺杂区表面的第二掺杂区,其中,所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型为N型或者P型,所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型不同,且所述第二掺杂区的掺杂类型与所述掺杂层内的掺杂离子的掺杂类型相同;形成所述光电二极管的工艺步骤包括:在相邻隔离结构之间的部分衬底内形成第一掺杂区,且所述第一掺杂区与所述隔离掺杂阱相间隔;在所述第一掺杂区表面形成第二掺杂区,且所述第二掺杂区与所述隔离掺杂阱相接触。
可选的,还包括:在相邻隔离结构之间的部分衬底表面形成传输栅;在所述传输栅一侧的衬底内形成浮动扩散极,所述浮动扩散极与所述光电二极管分别位于所述传输栅相对两侧。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
本发明提供的接触式图像传感器的制造方法的技术方案中,在衬底内形成若干个沟槽后,在所述沟槽底部和侧壁表面形成掺杂层,掺杂层内的掺杂离子的类型为N型或者P型;然后对掺杂层进行退火处理,使掺杂离子扩散至沟槽底部和侧壁的衬底内,在所述衬底内形成包围所述沟槽的隔离掺杂阱;接着在所述掺杂阱表面形成填充满所述沟槽的隔离结构,相应的所述隔离掺杂阱包围所述隔离结构;在相邻隔离结构之间的衬底上形成光电二极管,且所述光电二极管与所述隔离掺杂阱相邻。本发明采用固态源掺杂的方法形成包围隔离结构的隔离掺杂阱,避免了采用离子注入工艺形成隔离掺杂阱造成的衬底晶格损伤问题,因此本发明中衬底晶格质量良好,从而使得在所述衬底基础上形成的接触式图像传感器的质量优良。
可选方案中,在进行退火处理之前,在掺杂层表面形成盖帽层,且所述盖帽层材料致密度大于所述掺杂层材料的致密度,因此在退火处理过程中,所述盖帽层有利于驱使掺杂离子尽可能多的向沟槽底部和侧壁的衬底内扩散,提高掺杂效率。
可选方案中,在形成沟槽后,保留形成沟槽采用的图形化的掩膜层,所述图形化的掩膜层有利于阻挡掺杂层内的掺杂离子向衬底表面扩散,避免对衬底造成不必要的掺杂。
附图说明
图1为CIS结构中单个像素单元的立体结构示意图;
图2为图1中衬底和隔离结构切割线AA切割的的局部剖面结构示意图;
图3至图10为本发明实施例提供的接触式图像传感器制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,现有技术的CIS结构性能有待提高。
参考图1及图2,图1为CIS结构中单个像素单元的立体结构示意图,图2为图1中衬底以及隔离结构沿切割线AA切割的局部剖面结构示意图,所述CIS结构包括:
衬底100,所述衬底100内具有若干隔离结构110,相邻隔离结构110之间的区域为有源区,其中,所述隔离结构110包括:浅沟槽隔离结构101以及包围所述浅沟槽隔离结构101的P+隔离阱102;位于所述衬底100有源区部分表面的传输栅103;位于所述传输栅103一侧的衬底100内的光电二极管,所述光电二极管包括N+掺杂区104以及位于N+掺杂区104表面的P+掺杂区105,且所述光电二极管与隔离结构110相邻;位于所述传输栅103另一侧衬底100内的N+浮动扩散极106,且所述N+浮动扩散极106与所述光电二极管分别位于所述传输栅103相对两侧。
为了便于图示和说明,图2中未示出光电二极管。上述CIS结构的电学性能差。
经分析发现,所述隔离结构110适于避免光电二极管之间的电学串扰,抑制表面暗电流。所述隔离结构110的形成工艺步骤包括:刻蚀部分厚度的衬底100以形成浅沟槽;形成填充满所述浅沟槽的浅沟槽隔离结构101;在形成所述浅沟槽隔离结构之后,采用离子注入工艺,形成包围所述浅沟槽隔离结构101的P+隔离阱102。在采用离子注入工艺形成所述P+隔离阱102的工艺过程中,高能量的注入离子对衬底100造成轰击,使得衬底100内产生晶格损伤,对CIS结构的电学性能产生不良影响,例如,光电二极管中的光生载流子积累的速度下降,进而影响CIS结构的光电转换速度和光电转化效率。
为解决上述问题,本发明提供一种接触式图像传感器的制造方法,本发明在衬底内形成用于形成隔离结构的沟槽后,采用固态源掺杂的方法形成包围所述沟槽的隔离掺杂阱,避免了采用离子注入工艺形成隔离掺杂阱而造成的晶格损伤问题,使得衬底保持良好的晶格质量,从而提高形成的接触式图像传感器的性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图3至图10为本发明实施例提供的接触式图像传感器制造方法各步骤对应的剖面结构示意图。
参考图3,提供衬底200。
所述衬底200为形成接触式图像传感器提供工艺平台。所述衬底200的掺杂类型为P型或者N型。本实施例中,所述衬底200的掺杂类型为P型,所述衬底200为P型衬底(p-substrate),所述衬底200内的掺杂离子为B离子、Ga离子或者In离子。
本实施例中,所述衬底200的材料为硅。在其他实施例中,所述衬底的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或者镓化铟;所述衬底还可以为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底。
参考图4,在所述衬底200内形成若干个沟槽201。
所述沟槽201为后续形成隔离结构提供工艺基础;所述沟槽201将所述衬底200划分为若干个有源区(AA,Active Area)。
形成所述沟槽201的工艺步骤包括:在所述衬底200表面形成图形化的掩膜层202,所述图形化的掩膜层202定义出待形成的沟槽的位置和形貌;以所述图形化的掩膜层202为掩膜,刻蚀去除部分厚度的衬底200,形成所述沟槽201。
本实施例中,所述图形化的掩膜层202的材料为氮化硅。在形成所述沟槽201之后,保留所述图形化的掩膜层202,所述图形化的掩膜层202能够将后续形成的掺杂层与所述衬底200顶部表面隔离开,从而避免所述掺杂层内的掺杂离子扩散至衬底不期望区域。
需要说明的是,在其他实施例中,也可以在形成所述沟槽之后,去除所述图形化的掩膜层;相应的,后续在衬底顶部表面以及沟槽表面形成掺杂层之后,为避免对衬底不期望区域造成掺杂,还可以刻蚀去除位于所述衬底顶表表面的掺杂层。
本实施例中,所述沟槽201顶部宽度尺寸大于底部宽度尺寸,有利于增加后续形成隔离结构的工艺窗口,提高形成的隔离结构填孔性能。在其他实施例中,所述沟槽侧壁还可以与所述衬底表面相垂直,也就是说,所述沟槽顶部宽度尺寸等于底部宽度尺寸。
参考图5,在所述沟槽201底部和侧壁表面形成掺杂层203,且所述掺杂层203内的掺杂离子的类型为N型或者P型。
本实施例中,由于所述衬底200表面具有图形化的掩膜层202,因此在形成所述掺杂层202的工艺步骤中,还在所述图形化的掩膜层202表面形成所述掺杂层。需要说明的是,在其他实施例中,当所述衬底表面暴露在形成所述掺杂层的工艺环境中时,则在所述沟槽底部和侧壁形成所述掺杂层的工艺步骤中,相应的还在所述衬底表面形成所述掺杂层。
所述掺杂层203内的掺杂离子的类型与所述衬底200的掺杂类型相同。本实施例中,所述掺杂层203内的掺杂离子的类型为P型,所述掺杂离子为硼离子、镓离子或者铟离子。
所述掺杂层203为后续形成包围所述沟槽的掺杂隔离阱提供基础。具体地,在后续的工艺步骤中,位于所述掺杂层203内的掺杂离子扩散至所述沟槽201底部和侧壁的衬底200内,从而形成包围所述沟槽201的隔离掺杂阱。
所述掺杂层203的材料为易于被去除的材料,且去除所述掺杂层203的工艺对衬底200的损伤可以忽略不计。为此,所述掺杂层203的材料为掺杂有硼离子的氧化硅(BSG,Boron doped Silicon Glass,俗称硼硅玻璃),根据工艺需求确定所述掺杂层203内P型掺杂离子的掺杂浓度。
采用化学气相沉积、物理气相沉积或者原子层沉积工艺形成所述掺杂层203。本实施例中,采用原位掺杂(in-situ doping)的原子层沉积工艺形成所述掺杂层203,使得所述掺杂层203内的P型掺杂离子浓度分布均匀,所述掺杂层203的台阶覆盖能力强且厚度均匀性好。
参考图6,在所述掺杂层203表面形成盖帽层204,且所述盖帽层204材料的致密度大于所述掺杂层203材料的致密度。
由于所述盖帽层204的材料致密度大于所述掺杂层203材料的致密度,使得在后续的退火处理过程中,所述盖帽层204有利于提高所述掺杂层203内的掺杂离子向所述沟槽201底部和侧壁内扩散的能力。本实施例中,所述盖帽层204的材料为氮化硅。在其他实施例中,所述盖帽层的材料还可以为氧化硅。
所述盖帽层204的厚度不宜过薄,也不宜过厚。若所述盖帽层204的厚度过薄,则所述盖帽层204驱使所述掺杂层203内的P型离子向沟槽201底部和侧壁扩散的能力有限;若所述盖帽层204的厚度过厚,则后续刻蚀去除所述盖帽层204的工艺难度大且所需时间长。为此,本实施例中,所述盖帽层204的厚度为500埃~3000埃。
参考图7,对所述掺杂层203进行退火处理,使所述掺杂层203内的掺杂离子扩散至所述沟槽202底部和侧壁的衬底200内,在所述衬底200内形成包围所述沟槽201的隔离掺杂阱205。
所述退火处理为尖峰退火或者激光退火。本实施例中,采用固态源掺杂(solidsource doping)的方法,在所述沟槽201底部和侧壁形成P型隔离阱205,避免了离子注入工艺对衬底200造成的晶格损伤问题,使得所述衬底200的晶格质量好。在所述退火处理工艺过程中,位于所述掺杂层203表面的盖帽层204驱使所述掺杂层203内的掺杂离子尽可能多的向所述沟槽201底部和侧壁的衬底201内扩散,从而提高了掺杂效率。
本实施例中,由于所述掺杂层203与所述衬底200表面被所述图形化的掩膜层202隔离开,因此所述图形化的掩膜层202起到阻挡P型离子向所述衬底200内扩散的作用,从而避免对衬底200造成不期望的掺杂。
需要说明的是,在其他实施例中,所述掺杂层还位于所述衬底表面时,在进行所述退火处理之前,还可以对所述掺杂层进行图形化处理,去除位于所述衬底表面的掺杂层,保留位于所述沟槽底部和侧壁的掺杂层。还需要说明的是,在其他实施例中,所述掺杂层还位于所述衬底表面,且所述掺杂层内的掺杂离子对衬底的影响可以忽略不计时,在进行所述退火处理之前,还可以保留位于所述衬底表面的掺杂层,即无需对所述掺杂层进行图形化处理。
参考图8,在进行所述退火处理之后,去除所述掺杂层203(参考图7),暴露出所述沟槽201表面。
由于后续形成的隔离结构材料的电绝缘性优于所述掺杂层203材料的电绝缘性,去除所述掺杂层203,使得后续形成的隔离结构占据所述掺杂层203所在的位置,有利于改善相邻有源区之间的电隔离效果。
本实施例中,采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述掺杂层203,其中,湿法刻蚀工艺采用的刻蚀液体为氢氟酸溶液。
在进行前述退火处理之后、形成后续的隔离结构之前,还去除所述盖帽层204(参考图7)。
本实施例中,所述盖帽层204的材料为氮化硅,采用湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述盖帽层204,具体地,采用磷酸溶液去除所述盖帽层204。需要说明的是,在其他实施例中,所述盖帽层的材料为氧化硅时,采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述盖帽层,也就是说,可以采用同一道湿法刻蚀工艺刻蚀去除所述盖帽层以及掺杂层。
还需要说明的是,在其他实施例中,在进行所述退火处理之后、形成后续的隔离结构之前,还可以保留所述掺杂层,或者保留所述掺杂层以及盖帽层。
参考图9,在形成所述隔离掺杂阱205之后,形成填充满所述沟槽201(参考图8)的隔离结构206。
所述隔离结构206用于电隔离相邻有源区。本实施例中,所述隔离结构206的材料为氧化硅。在其他实施例中,所述隔离结构的材料还可以为氮化硅或者氮氧化硅。
本实施例中,在形成所述隔离结构206的工艺步骤中,去除所述图形化的掩膜层202(参考图8)。具体地,形成所述隔离结构206的工艺步骤包括:形成填充满所述沟槽的隔离膜,且所述隔离膜顶部高于所述衬底200表面;进行平坦化处理,去除高于所述衬底200表面的隔离膜,且还去除所述图形化的掩膜层202,形成所述隔离结构206。
需要说明的是,在其他实施例中,在形成所述隔离结构之前保留所述掺杂层时,相应的,在形成所述隔离结构的工艺步骤中,在所述掺杂层表面形成所述隔离结构,且还去除位于所述衬底表面的掺杂层;或者,在所述盖帽层表面形成所述隔离结构,且还去除位于所述衬底表面的掺杂层。
参考图10,在相邻隔离结构206之间的衬底201内形成光电二极管,且所述光电二极管与所述掺杂隔离阱205相邻;在相邻隔离结构206之间的部分衬底200表面形成传输栅207;在所述传输栅207一侧的衬底200内形成浮动扩散极208,其中,所述浮动扩散极208与所述光电二极管分别位于所述传输栅206相对两侧。
所述光电二极管包括:第一掺杂区301以及位于所述第一掺杂区301表面的第二掺杂区302,其中,所述第一掺杂区301和第二掺杂区302的掺杂类型为N型或者P型,所述第一掺杂区301和第二掺杂区302的掺杂类型不同,且所述第一掺杂区301的掺杂类型与所述掺杂层203(参考图7)内的掺杂离子的掺杂离子相同,也就是说,所述第二掺杂区302的掺杂类型与所述隔离掺杂阱205的掺杂类型相同。
形成所述光电二极管的工艺步骤包括:
在相邻隔离结构206之间的部分衬底200内形成第一掺杂区301,且所述第一掺杂区301与所述隔离掺杂阱205相间隔。具体地,本实施例中,所述第一掺杂区301的掺杂类型为N型,采用离子注入工艺,形成所述第一掺杂区301。
在所述第一掺杂区301表面形成所述第二掺杂区302,且所述第二掺杂区302与所述隔离掺杂阱205相接触。具体地,本实施例中,所述第二掺杂区302的掺杂类型为P型,采用离子注入工艺,形成所述第二掺杂区302,且所述衬底200露出所述第二掺杂区302表面。
在形成所述光电二极管之前或者之后,在所述衬底200部分表面形成所述传输栅207,所述传输栅207包括栅介质层以及位于所述栅介质层表面的栅电极层。本实施例中,所述栅介质层的材料为氧化硅,所述栅电极层的材料为多晶硅。
在形成所述传输栅207之后,在所述传输栅207一侧的衬底200内形成所述浮动扩散极208,所述浮动扩散极208与所述光电二极管分别位于所述传输栅207相对两侧,且所述浮动扩散极208位于所述传输栅207与隔离结构206之间。所述浮动扩散极208的掺杂类型为N型或者P型,且所述浮动扩散极208与所述第一掺杂区301的掺杂类型相同。
本实施例中,所述浮动扩散极208的掺杂类型为N型,采用离子注入工艺,形成所述浮动扩散极208,且所述衬底200露出所述浮动扩散极208表面。
所述接触式图像传感器的工作机理包括:光照时,光线照射进入光电二极管中,光电二极管中会产生光生载流子的积累,然后通过外部电路打开传输栅207,光生载流子从光电二极管传输至浮动扩散极208,所述浮动扩散极208既是传输栅207的漏极,又与衬底200构成PN结电容,所述浮动扩散极208将光生载流子转变成电压信号输出。
所述隔离掺杂阱205有利于避免相邻有源区之间的电学串扰,还可以避免隔离结构206中的杂质离子扩散至光电二极管内,从而避免所述杂质离子对所述光电二极管造成不良影响。本实施例中,由于采用了固态源掺杂的方式形成所述隔离掺杂阱205,避免了离子注入工艺引入的晶格损伤,因此衬底200具有良好的晶格质量,在所述衬底200基础上形成的光电二极管积累光生载流子的速度快,从而提高了形成的接触式图像传感器的性能。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种接触式图像传感器的制造方法,其特征在于,包括:
提供衬底;
在所述衬底内形成若干个沟槽;
在所述沟槽底部和侧壁表面形成掺杂层,且所述掺杂层内的掺杂离子的类型为N型或者P型;
对所述掺杂层进行退火处理,使所述掺杂层内的掺杂离子扩散至所述沟槽底部和侧壁的衬底内,在所述衬底内形成包围所述沟槽的隔离掺杂阱;
在形成所述隔离掺杂阱之后,形成填充满所述沟槽的隔离结构;
在相邻隔离结构之间的衬底内形成光电二极管,且所述光电二极管与所述隔离掺杂阱相邻。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述掺杂层的材料为掺杂有硼离子的氧化硅。
3.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在进行所述退火处理之前,还包括步骤:在所述掺杂层表面形成盖帽层,且所述盖帽层材料的致密度大于所述掺杂层材料的致密度。
4.如权利要求3所述的制造方法,其特征在于,所述盖帽层的材料为氮化硅或者氧化硅。
5.如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,在进行所述退火处理之后、形成所述隔离结构之前,去除所述盖帽层;其中,所述盖帽层的材料为氮化硅时,采用磷酸溶液刻蚀去除所述盖帽层;所述盖帽层的材料为氧化硅时,采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述盖帽层。
6.如权利要求3所述的制造方法,其特征在于,所述盖帽层的厚度为500埃~3000埃。
7.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在形成所述隔离结构之前,还包括步骤:去除所述掺杂层,暴露出所述沟槽表面。
8.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,在形成所述隔离结构之前,保留所述掺杂层;形成所述隔离结构的工艺步骤中,在所述掺杂层表面形成所述隔离结构。
9.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,形成所述沟槽的工艺步骤包括:在所述衬底表面形成图形化的掩膜层;以所述图形化的掩膜层为掩膜,刻蚀去除部分厚度的衬底,形成所述沟槽。
10.如权利要求9所述的制造方法,其特征在于,在形成所述沟槽后,保留所述图形化的掩膜层;在形成所述掺杂层的工艺步骤中,还在所述图形化的掩膜层表面形成所述掺杂层;在形成所述隔离结构的工艺步骤中,去除所述图形化的掩膜层。
11.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述光电二极管包括:第一掺杂区以及位于第一掺杂区表面的第二掺杂区,其中,所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型为N型或者P型,所述第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂类型不同,且所述第二掺杂区的掺杂类型与所述掺杂层内的掺杂离子的掺杂类型相同;形成所述光电二极管的工艺步骤包括:在相邻隔离结构之间的部分衬底内形成第一掺杂区,且所述第一掺杂区与所述隔离掺杂阱相间隔;在所述第一掺杂区表面形成第二掺杂区,且所述第二掺杂区与所述隔离掺杂阱相接触。
12.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,还包括:在相邻隔离结构之间的部分衬底表面形成传输栅;在所述传输栅一侧的衬底内形成浮动扩散极,所述浮动扩散极与所述光电二极管分别位于所述传输栅相对两侧。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216392A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN110164815A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 长江存储科技有限责任公司 形成隔离结构和半导体器件的方法
CN110400815A (zh) * 2019-08-07 2019-11-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN112582434A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 台湾积体电路制造股份有限公司 图像传感器和用于形成图像传感器的方法
US11450705B2 (en) * 2018-10-16 2022-09-20 Hamamatsu Photonics K.K. Light detection element and light detection device
CN115939159A (zh) * 2023-02-02 2023-04-07 合肥晶合集成电路股份有限公司 图像传感器及其制作方法
CN116053289A (zh) * 2023-03-06 2023-05-02 合肥新晶集成电路有限公司 图像传感器及其制备方法
CN116504800A (zh) * 2023-06-29 2023-07-28 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构制备方法及半导体结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094290A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 台湾积体电路制造股份有限公司 采用共形掺杂的图像传感器沟槽隔离
CN104952784A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 沟槽隔离结构、其制作方法及半导体器件和图像传感器
CN106952806A (zh) * 2016-01-07 2017-07-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 改善鳍式场效应管性能的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103094290A (zh) * 2011-11-07 2013-05-08 台湾积体电路制造股份有限公司 采用共形掺杂的图像传感器沟槽隔离
CN104952784A (zh) * 2014-03-31 2015-09-30 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 沟槽隔离结构、其制作方法及半导体器件和图像传感器
CN106952806A (zh) * 2016-01-07 2017-07-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 改善鳍式场效应管性能的方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216392A (zh) * 2018-09-12 2019-01-15 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
US11450705B2 (en) * 2018-10-16 2022-09-20 Hamamatsu Photonics K.K. Light detection element and light detection device
CN110164815A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 长江存储科技有限责任公司 形成隔离结构和半导体器件的方法
CN110400815A (zh) * 2019-08-07 2019-11-01 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN112582434A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 台湾积体电路制造股份有限公司 图像传感器和用于形成图像传感器的方法
CN115939159A (zh) * 2023-02-02 2023-04-07 合肥晶合集成电路股份有限公司 图像传感器及其制作方法
CN116053289A (zh) * 2023-03-06 2023-05-02 合肥新晶集成电路有限公司 图像传感器及其制备方法
CN116504800A (zh) * 2023-06-29 2023-07-28 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构制备方法及半导体结构
CN116504800B (zh) * 2023-06-29 2023-09-12 合肥晶合集成电路股份有限公司 半导体结构制备方法及半导体结构

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