CN109216393B - Cmos-tdi图像传感器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种CMOS‑TDI图像传感器及其形成方法，其中，CMOS‑TDI图像传感器包括：基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内掺杂有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；位于所述第一沟道上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区。所述CMOS‑TDI图像传感器的暗电流较小。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种CMOS-TDI图像传感器及其形成方法。
背景技术
时间延时积分(Time Delay Integration，TDI)图像传感器是线性图像传感器的一种演变。时间延时积分图像传感器的成像机理为对拍摄物体所经过的像素逐行进行曝光，将曝光结构累加，从而解决高速运动物体曝光时间不足所引起的成像信号弱问题。时间延时积分图像传感器能够增加有效曝光时间，提高图像信噪比。
时间延时积分图像传感器分为CCD和CMOS两种，然而，由于CCD工艺的特殊性，无法在图像传感器上集成其他处理电路，通用性和灵活性较差。
另外一种TDI图像传感器为CMOS类型，该TDI图像传感器基于通用CMOS制造工艺，每个像素对应一个电荷转移区，转移至该区的电荷经过一个电荷放大模块转化为电压信号。传感器阵列逐行曝光速度与物体行进速度一致，每行像素输出一个电压信号。所有M行输出电压信号累加，对于M级TDI图像传感器，信号提升M倍，但电压域噪声也随之提升。
然而，现有的CMOS-TDI图像传感器的性能仍较差。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种CMOS-TDI图像传感器及其形成方法，以提高CMOS-TDI图像传感器的性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS-TDI图像传感器，包括：基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；位于所述第一沟道上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区。
可选的，在所述第一沟道内若干个掺杂区沿第一方向排布，所述掺杂区沿第一方向的尺寸为：0.5微米～20微米。
可选的，相邻掺杂区边缘之间的最小距离为：0.5微米～20微米。
可选的，所述掺杂区的深度为：8纳米～50纳米。
可选的，所述第一沟道的深度为：50纳米～250纳米。
可选的，每个第一沟道内掺杂区的个数为2个～16个。
可选的，所述第一栅极结构包括：位于所述第一沟道表面的第一栅介质层和位于第一栅介质层表面的第一栅极层；所述第一栅介质层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。
可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n-1级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构；还包括：位于第n级像素区基底内的第二沟道；位于所述第二沟道表面的第二栅极结构。
可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构。
可选的，所述基底还包括阱区，所述阱区内掺杂有第三离子，所述第三离子与第一离子的导电类型相反，所述阱区接地。
可选的，还包括：位于所述第一栅极结构表面的金属互连层。
相应的，本发明还提供一种CMOS-TDI图像传感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；在所述第一沟道顶部形成若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；在所述第一沟道的表面形成第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个所述掺杂区。
可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、第一掺杂区和第一栅极结构时，所述第一掺杂区的形成方法包括：在各个第一沟道的部分表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，在各个所述第一沟道顶部形成所述掺杂区。
可选的，所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n-1级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构时，还包括：第n级像素区的基底内形成第二沟道；所述第一掺杂区的形成方法包括：在各个所述第一沟道的部分表面、以及第二沟道表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道顶部形成若干个相互分立的所述掺杂区；还包括：在所述第二沟道表面形成第二栅极结构。
可选的，以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道顶部形成所述掺杂区的工艺包括第一离子注入工艺；当所述第一离子为N型离子时，所述第二离子为P型离子；当P型离子为BF2，所述第一离子注入工艺的参数包括：注入剂量为2e12原子数/平方厘米～5e13原子数/平方厘米，注入能量为10千电子伏～40千电子伏。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的CMOS-TDI图像传感器中，所述第一沟道的顶部具有掺杂区，由于所述掺杂区内的第二离子与第一沟道内的第一离子的导电类型相反，则当栅极结构上加高电压时，所述第一离子向栅极结构与基底的界面处迁移时易被第二离子中和，使得到达所述界面处的第一离子较少，因此，所述掺杂区能够降低CMOS-TDI图像传感器的暗电流。
进一步，所述基底包括n级像素区，第1级至第n-1级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构，第1级至第n-1级像素区内图像传感器的暗电流较小。还包括：在第n级像素区基底内形成第二沟道和位于第二沟道表面的第二栅极结构，所述第二栅极结构与第二沟道的接触面积较大，因此，有利于提高电荷的读出效率。
附图说明
图1和图2是一种CMOS-TDI图像传感器的结构示意图；
图3至图7是本发明一实施例的CMOS-TDI图像传感器的形成方法的各步骤的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，CMOS-TDI图像传感器的性能较差。
请参考图1和图2，图2是图1沿A-A1线的剖面结构示意图，图1是图2沿X方向上的俯视图，提供基底100，所述基底100包括若干个像素区Ⅰ，在所述像素区Ⅰ内形成第一沟道101；在所述第一沟道101的表面形成栅极结构102。
上述CMOS-TDI图像传感器中，所述栅极结构102包括位于第一沟道101表面的栅介质层(图中未示出)和位于栅介质层表面的栅极层。所述栅介质层的材料为氧化硅，所述基底100的材料为硅，使得栅介质层与基底100之间的界面态较差，即：栅极结构102与第一沟道101之间的界面态较差。
通过在栅极结构102上加高电平或者低电平以实现电荷的传输，具体的当第一沟道101内的掺杂离子为N型离子时，在栅极结构102上加高电平或者低电平以实现电子的传输，当第一沟道101内的掺杂离子为P型离子时，在栅极结构102上加高电平或者低电平以实现空穴的传输。
现以所述第一沟道101内为N型离子时进行说明：当栅极结构102上加低电平时，电子易向基底100内运动，使得栅极结构102与第一沟道101的界面处产生较多的空穴。尽管所述栅极结构102与第一沟道101之间的界面态较差，但是，所述空穴不易发生运动，使得所述栅极结构102与第一沟道101之间不易发生暗电流。当栅极结构102上加高电平时，由于栅极结构102上的电势较高，使得电子易朝向栅极结构102运动，而所述栅极结构102与第一沟道101之间的界面态较差，因此，易在所述栅极结构102与第一沟道101之间易产生暗电流。并且，由于栅极结构102与基底100的接触面积较大，因此，所述界面处的暗电流较严重。
为解决所述技术问题，本发明提供一种CMOS-TDI图像传感器，包括：基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内具有第一离子；位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；位于所述第一沟道表面的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区。所述CMOS-TDI图像传感器的暗电流较小。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，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7是本发明一实施例的CMOS-TDI图像传感器的形成方法的各步骤的结构示意图。
请参考图3，基底(图中未示出)，所述基底内具有第一沟道201，所述第一沟道201内具有第一离子。
在本实施例中，所述基底的材料为硅。在其他实施例中，所述基底的材料包括：锗、硅锗或者绝缘体上硅。
所述像素区C基底内还具有阱区(图中未示出)，所述阱区接地。所述阱区内具有第三离子。在本实施例中，所述第三离子为P型离子，如：硼离子。在其他实施例中，所述第三离子为N型离子，如磷离子或者砷离子。
所述基底包括n级像素区C。在本实施例中，第1级像素区C至第n-1级像素区C的基底200内具有第一沟道201。
在其他实施例中，第1级像素区至第n级像素区内具有第一沟道。
所述第一沟道201的形成工艺包括：第二离子注入工艺。所述第二离子注入工艺包括第一离子，所述第一离子的导电类型与第三离子的导电类型相反。所述第一沟道201的深度为：50纳米～250纳米。
在本实施例中，所述第一离子的导电类型为N型，如：磷离子或者砷离子。在其他实施例中，所述第一离子的导电类型为P型，如：硼离子或者BF2离子。
在本实施例中，还包括：在第n级像素区C的基底内形成第二沟道202，且所述第二沟道202与第一沟道201同时形成。
在其他实施例中，形成第一沟道之后，形成第二沟道；或者，形成第一沟道之前，形成第二沟道。
请参考图4，在所述第一沟道201顶部形成若干个相互分立的掺杂区203，所述掺杂区203内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反。
在本实施例中，第1级像素区C至第n-1级像素区内具有第一沟道201，所述掺杂区203的形成方法包括：在第1级像素区C至第n-1级像素区C各第一沟道201的部分表面以及第二沟道202表面形成掩膜层(图中未示出)；以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道201顶部形成所述掺杂区203。
在其他实施例中，第1级像素区至第n级像素区内具有第一沟道，所述掺杂区的形成方法包括：在第1级像素区至第n级像素区的各第一沟道部分表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，在各个所述第一沟道区顶部形成所述掺杂区。
以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道201顶部形成所述掺杂区203的工艺包括第一离子注入工艺。
在本实施例中，所述第一离子注入工艺的参数包括：第二离子包括BF2，注入剂量为2e12原子数/平方厘米～5e13原子数/平方厘米，注入能量为10千电子伏～40千电子伏。
选择所述注入剂量的意义在于：若所述注入剂量小于2e12原子数/平方厘米，使得所述掺杂区203减小暗电流的能力较弱，则CMOS-TDI图像传感器的暗电流仍较严重；若所述注入剂量大于5e13原子数/平方厘米，使得基底表面的电场强度过大，基底材料的能带弯曲过大，从而引入额外的暗电流。
选择所述注入能量的意义在于：若所述注入能量小于10千电子伏，使得基底表面的缺陷仍较多，暗电流仍较严重；若所述注入能量大于40千电子伏，使得第二离子注入的过深而难以钝化基底表面的缺陷，使得暗电流仍较严重。
每一个第一沟道201内若干个掺杂区203沿第一方向H排布。
在本实施例中，掺杂区203沿第一方向H的尺寸为：0.5微米～20微米，选择所述掺杂区203沿第一方向H的尺寸的意义在于：若所述掺杂区203沿第一方向H的尺寸小于0.5微米，使得后续第一栅极结构与第一沟道201的接触面积仍较大，使得CMOS-TDI图像传感器的暗电流仍较严重；若所述掺杂区203沿第一方向H的尺寸大于20微米，使得相邻的掺杂区203的侧壁相互接触，则后续第一栅极结构对第一沟道201的控制能力较弱。
在本实施例中，相邻掺杂区203边缘之间的最小距离为：0.5微米～20微米，选择相邻掺杂区203边缘之间的最小距离的意义在于：若相邻掺杂区203边缘之间的最小距离小于0.5微米，使得后续第一栅极结构上的电平对第一沟道201的控制能力较弱，不利于电荷的传输；若相邻掺杂区203边缘之间的最小距离大于20微米，使得后续第一栅极结构与第一沟道201的接触面积仍较大，使得CMOS-TDI图像传感器的暗电流仍较严重。
在本实施例中，所述掺杂区203的深度为：8纳米～50纳米。
在本实施例中，每一个第一沟道201内所述掺杂区203的个数为2个～16个。
请参考图5至图7，图6是图5沿B-B1线的剖面结构示意图，图7是图5沿E-E1线的剖面结构示意图，图5是图6沿Y方向上的俯视图，在第一沟道201表面形成第一栅极结构204，所述第一栅极结构204横跨若干个掺杂区203；在所述第二沟道202表面形成第二栅极结构205。
需要说明的是，图5与图4的视图方向一致。
形成所述掺杂区203之后，形成所述第一栅极结构204和第二栅极结构205之前，所述形成方法还包括：去除所述掩膜层。
去除所述掩膜层的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
在本实施例中，所述第一栅极结构204包括位于第1级像素区C至第n-1级像素区C基底表面的第一栅介质层(图中未示出)和位于第一栅介质层表面的第一栅极层(图中未示出)。所述第一栅介质层的材料包括氧化硅，所述第一栅极层的材料包括多晶硅。
在本实施例中，由于所述基底的材料为硅，所述第一栅介质层的材料为氧化硅，使得第一栅介质层与基底界面处缺陷较多，即：所述第一栅极结构204与第一沟道201界面处的缺陷较多。由于第一栅极结构204不仅与掺杂区203接触，还与第一沟道201接触，使得第一栅极结构204与第一沟道201的接触面积较小。因此，有利于减少CMOS-TDI图像传感器的暗电流。
所述第二栅极结构205包括位于第二沟道202表面的第二栅介质层和位于第二栅介质层表面的第二栅极层。所述第二栅介质层的材料包括氧化硅，所述第二栅极层的材料包括硅。
还包括：位于所述第一栅极结构204和第二栅极结构205表面的金属互连层(图中未示出)。所述金属互连层的材料为金属。
相应的，本发明还提供一种CMOS-TDI图像传感器，请参考图5，包括：基底，所述基底内具有第一沟道201，所述第一沟道201内具有第一离子；
位于所述第一沟道201顶部的若干个相互分立的掺杂区203，所述掺杂区203内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；
位于所述第一沟道201上的第一栅极结构204，所述第一栅极结构204横跨若干个掺杂区。
在所述第一沟道201内若干个掺杂区203沿第一方向H排布；所述掺杂区203沿第一方向H的尺寸为：0.5微米～20微米。
相邻掺杂区203边缘之间的最小距离为：0.5微米～20微米。所述掺杂区
203的深度为：8纳米～50纳米。
所述第一沟道201的深度为：50纳米～250纳米。
所述掺杂区203的个数为2个～16个。
所述第一栅极结构204包括：位于所述第一沟道201表面的第一栅介质层(图中未示出)和位于第一栅介质层表面的第一栅极层(图中未示出)；所述第一栅介质层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。
所述基底包括n级像素区，第1级像素区C至第n-1级的每一级像素区C内均具有所述第一沟道201、掺杂区203和第一栅极结构204；还包括：位于第n级像素区C基底内的第二沟道202；位于第二沟道202表面的第二栅极结构205。
所述基底包括n级像素区C，第1级像素区C至第n级的每一级像素区C内具有所述第一沟道201、掺杂区203和第一栅极结构204。
所述基底200还包括阱区，所述阱区内掺杂有第三离子，所述第三离子与第一离子的导电类型相反，所述阱区接地。还包括：位于所述第一栅极结构204表面的金属互连层。
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 (15)
1.一种CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，包括：
基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；
位于所述第一沟道顶部的若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内掺杂有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；
位于所述第一沟道上的第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个掺杂区；所述第一栅极结构不仅与所述第一沟道接触，还与所述若干个掺杂区接触。
2.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述第一沟道内若干个掺杂区沿第一方向排布；所述掺杂区沿第一方向的尺寸为：0.5微米~20微米。
3.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，相邻掺杂区边缘之间的最小距离为：0.5微米~20微米。
4.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述掺杂区的深度为：8纳米~50纳米。
5.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述第一沟道的深度为：50纳米~250纳米。
6.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，每个第一沟道内所述掺杂区的个数为2个~16个。
7.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述第一栅极结构包括：位于所述第一沟道表面的第一栅介质层和位于第一栅介质层表面的第一电极层；所述第一栅介质层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。
8.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述基底包括n级像素区，第1级至第n-1级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构；还包括：位于第n级像素区基底内的第二沟道；位于第二沟道表面的第二栅极结构。
9.如权利要求8所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述基底包括n级像素区，第1级至第n级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构。
10.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，所述基底还包括阱区，所述阱区内掺杂有第三离子，所述第三离子与第一离子的导电类型相反，所述阱区接地。
11.如权利要求1所述的CMOS-TDI图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述第一栅极结构表面的金属互连层。
12.一种CMOS-TDI图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底内具有第一沟道，所述第一沟道内掺杂有第一离子；
在所述第一沟道的顶部形成若干个相互分立的掺杂区，所述掺杂区内具有第二离子，所述第二离子与第一离子的导电类型相反；
在所述第一沟道表面形成第一栅极结构，所述第一栅极结构横跨若干个所述掺杂区；
所述第一栅极结构不仅与所述第一沟道接触，还与所述若干个掺杂区接触。
13.如权利要求12所述的CMOS-TDI图像传感器的形成方法，其特征在于，所述基底包括n级像素区，第1级至第n级的每一级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构时，所述掺杂区的形成方法包括：在各个第一沟道的部分表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道顶部形成若干个所述掺杂区。
14.如权利要求12所述的CMOS-TDI图像传感器的形成方法，其特征在于，当所述基底包括n级像素区，第1级像素区至第n-1级像素区内均具有所述第一沟道、掺杂区和第一栅极结构时，还包括：第n级像素区的基底内形成第二沟道；所述掺杂区的形成方法包括：在各个第一沟道的部分表面、以及第二沟道表面形成掩膜层；以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道顶部形成若干个相互分立的所述掺杂区；还包括：在所述第二沟道表面形成第二栅极结构。
15.如权利要求13或者14所述的CMOS-TDI图像传感器的形成方法，其特征在于，以所述掩膜层为掩膜，在所述第一沟道顶部形成所述掺杂区的工艺包括第一离子注入工艺；当所述第一离子为N型离子时，所述第二离子为P型离子；当P型离子为BF2，所述第一离子注入工艺的参数包括：注入剂量为2e12原子数/平方厘米~5e13原子数/平方厘米，注入能量为10千电子伏~40千电子伏。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004128296A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004128296A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| CN101997016A (zh) * | 2009-08-07 | 2011-03-30 | 美商豪威科技股份有限公司 | 具有含多个沟道子区域的传输栅极的图像传感器 |
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