CN110112161A - 一种图像传感器及其制作方法 - Google Patents

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CN110112161A CN201910411774.6A CN201910411774A CN110112161A CN 110112161 A CN110112161 A CN 110112161A CN 201910411774 A CN201910411774 A CN 201910411774A CN 110112161 A CN110112161 A CN 110112161A
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王淞山
李超
许爱春
孔翠翠
赵强
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Abstract

本发明提供一种图像传感器及其制作方法,该图像传感器包括衬底、转移栅沟槽及转移栅结构,其中,衬底中埋设有光电二极管,转移栅沟槽位于自衬底顶面开口,并往光电二极管方向延伸,且转移栅沟槽的底面高于光电二极管的顶面,转移栅结构位于转移栅沟槽中并包括转移栅介质层及L型转移栅导电层,转移栅介质层位于转移栅沟槽与L型转移栅导电层之间,L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,垂直导电部连接于水平导电部的一端,且垂直导电部的横截面宽度小于水平导电部的横截面宽度。本发明中,由于L型转移栅导电层具有较宽的水平导电部,可以增大转移栅极与光电二极管的接触面积,增强栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。

Description

一种图像传感器及其制作方法
技术领域
本发明属于半导体集成电路领域,涉及一种图像传感器及其制作方法。
背景技术
MOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器,CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、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、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。
CMOS图像传感器中,随着芯片尺寸不断缩小,转移栅极(TG)与光电二极管(PD)的接触面积逐渐减少,致使TG对PD的控制能力减弱,电子传输进一步受到影响,图像延迟几率增加。
因此,如何提供一种新的图像传感器及其制作方法以改善上述问题,成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种图像传感器及其制作方法,用于解决现有技术中转移栅极对光电二极管的控制能力减弱,导致图像延迟几率增加的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种图像传感器的制作方法,包括以下步骤:
提供一衬底,所述衬底中埋设有光电二极管;
形成一转移栅沟槽于所述衬底中,所述转移栅沟槽自所述衬底顶面开口,并往所述光电二极管方向延伸,且所述转移栅沟槽的底面高于所述光电二极管的顶面;
形成转移栅结构于所述转移栅沟槽中,所述转移栅结构包括转移栅介质层及L型转移栅导电层,所述转移栅介质层位于所述转移栅沟槽与所述L型转移栅导电层之间,所述L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,所述垂直导电部连接于所述水平导电部的一端,且所述垂直导电部的横截面宽度小于所述水平导电部的横截面宽度。
可选地,形成所述转移栅结构于所述转移栅沟槽中包括以下步骤:
形成栅介质层于所述转移栅沟槽的侧壁与底面;
形成栅导电层于所述栅介质层表面,所述栅导电层填满所述转移栅沟槽中剩余的空间;
形成光阻层于所述栅导电层上,并形成开口于所述光阻层中,所述开口位于所述转移栅沟槽上方,所述转移栅沟槽中所述栅导电层的一侧面在所述开口的暴露范围内,且所述开口的宽度小于所述转移栅沟槽的宽度;
以所述光阻层为掩膜对所述栅导电层进行刻蚀,直至所述开口部位显露的所述栅导电层达到预设厚度;
去除所述转移栅沟槽外的所述栅导电层及所述栅介质层,所述转移栅沟槽内的所述栅导电层构成所述L型转移栅导电层,所述转移栅沟槽内的所述栅介质层构成所述转移栅介质层。
可选地,所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%。
可选地,还包括形成复位晶体管于所述转移栅沟槽一侧的步骤,所述复位晶体管包括复位栅结构及位于所述复位栅结构两侧的复位源区、复位漏区。
可选地,所述复位栅结构包括设于所述衬底上的复位栅介质层及设于所述复位栅介质层上的复位栅导电层,所述复位源区与所述复位漏区位于所述衬底中。
可选地,所述复位栅介质层与所述转移栅介质层同步沉积,所述复位栅导电层与所述L型转移栅导电层同步沉积。
可选地,所述复位漏区与所述转移栅沟槽之间设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
可选地,还包括形成浮置扩散区于所述衬底中的步骤。
可选地,所述浮置扩散区靠近所述L型转移栅导电层具有所述垂直导电部的一侧,且所述浮置扩散区与所述转移栅介质层接触。
可选地,所述浮置扩散区远离所述转移栅沟槽的一侧还设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
可选地,还包括以下步骤:
形成绝缘层于所述衬底上;
形成导电通孔于所述绝缘层中,所述导电通孔的底端与所述L型转移栅导电层的所述垂直导电部连接;
形成接触部于所述绝缘层上,所述接触部连接于所述导电通孔的顶端。
本发明还提供一种图像传感器,包括:
衬底,所述衬底中埋设有光电二极管;
转移栅沟槽,位于所述衬底中,所述转移栅沟槽自所述衬底顶面开口,并往所述光电二极管方向延伸,且所述转移栅沟槽的底面高于所述光电二极管的顶面;
转移栅结构,位于所述转移栅沟槽中,所述转移栅结构包括转移栅介质层及L型转移栅导电层,所述转移栅介质层位于所述转移栅沟槽与所述L型转移栅导电层之间,所述L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,所述垂直导电部连接于所述水平导电部的一端,且所述垂直导电部的横截面宽度小于所述水平导电部的横截面宽度。
可选地,所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%。
可选地,所述图像传感器还包括复位晶体管,所述复位晶体管位于所述转移栅沟槽一侧,所述复位晶体管包括复位栅结构及位于所述复位栅结构两侧的复位源区、复位漏区。
可选地,所述复位栅结构包括设于所述衬底上的复位栅介质层及设于所述复位栅介质层上的复位栅导电层,所述复位源区与所述复位漏区位于所述衬底中。
可选地,所述复位漏区与所述转移栅沟槽之间设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
可选地,所述图像传感器还包括浮置扩散区,所述浮置扩散区位于所述衬底中,并靠近所述L型转移栅导电层具有所述垂直导电部的一侧,且所述浮置扩散区与所述转移栅介质层接触。
可选地,所述图像传感器还包括绝缘层、导电通孔及接触部,所述绝缘层位于所述衬底上,所述导电通孔位于所述绝缘层中,所述导电通孔的底端与所述L型转移栅导电层的所述垂直导电部连接,所述接触部位于所述绝缘层上,所述接触部连接于所述导电通孔的顶端。
如上所述,本发明的图像传感器及其制作方法中,转移栅结构具有L型转移栅导电层,其中,L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,垂直导电部连接于水平导电部的一端,且垂直导电部的横截面宽度小于水平导电部的横截面宽度。由于L型转移栅导电层具有较宽的水平导电部,可以增大转移栅极与光电二极管的接触面积,增强栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。
附图说明
图1显示为一种图像传感器的剖面结构示意图。
图2显示为本发明的图像传感器的剖面结构示意图。
图3显示为本发明的图像传感器的制作方法的工艺流程图。
图4显示为本发明的图像传感器的制作方法提供一衬底并形成一转移栅沟槽于所述衬底中的示意图。
图5显示为本发明的图像传感器的制作方法形成栅介质层与栅导电层的示意图。
图6显示为本发明的图像传感器的制作方法形成光阻层于所述栅导电层上,并形成开口于所述光阻层中的示意图。
图7显示为本发明的图像传感器的制作方法以所述光阻层为掩膜对所述栅导电层进行刻蚀,直至所述开口部位的所述栅导电层剩余预设厚度的示意图。
图8显示为本发明的图像传感器的制作方法形成另一图案化光阻层于所述栅导电层上以定义复位栅区域与转移栅区域的示意图。
图9显示为本发明的图像传感器的制作方法以所述图案化光阻层为掩膜对所述栅介质层与栅导电层进行刻蚀,得到复位栅结构于转移栅结构的示意图。
图10显示为本发明的图像传感器的制作方法形成侧墙于所述复位栅结构两侧,并形成复位源区、复位漏区、浮置扩散区于所述衬底中的示意图。
图11显示为本发明的图像传感器的制作方法形成绝缘层于所述衬底上的示意图。
元件标号说明
101 衬底
102 光电二极管
103 转移栅介质层
104 转移栅导电层
105 复位栅介质层
106 复位栅导电层
107 复位源区
108 复位漏区
109 侧墙
110 浮置扩散区
111、112 隔离结构
113 绝缘层
114 导电通孔
115 接触部
201 衬底
202 光电二极管
203、204 隔离结构
205 转移栅沟槽
206 栅介质层
207 栅导电层
208 光阻层
209 开口
210 光阻层
211 转移栅介质层
212 转移栅导电层
212a 水平导电部
212b 垂直导电部
213 复位栅介质层
214 复位栅导电层
215 复位源区
216 复位漏区
217 侧墙
218 浮置扩散区
219 绝缘层
220 导电通孔
221 接触部
S1~S3 步骤
D 水平导电部的横截面宽度
d 垂直导电部的横截面宽度
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图11。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示,显示为一种图像传感器的剖面结构示意图,该图像传感器包括衬底101、光电二极管102、转移栅介质层103、转移栅导电层104、复位栅介质层105、复位栅导电层106、复位源区107、复位漏区108、侧墙109、浮置扩散区110、隔离结构111、隔离结构112、绝缘层113、导电通孔114及接触部115,其中,所述转移栅介质层103及所述转移栅导电层104构成转移栅结构。在图1所示的图像传感器中,转移栅结构与光电二极管102的相对面积较小,致使转移栅结构对光电二极管的控制能力减弱,电子传输进一步受到影响,导致图像延迟几率增加。因此,本发明通过新的设计来改善上述问题。下面通过具体的实施例来说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例中提供一种图像传感器,例如CMOS图像传感器,请参阅图2,显示为该图像传感器的剖面结构示意图,包括衬底201、转移栅沟槽及转移栅结构,其中,所述衬底201中埋设有光电二极管202,所述转移栅沟槽位于所述衬底201中,所述转移栅沟槽自所述衬底201顶面开口,并往所述光电二极管202方向延伸,且所述转移栅沟槽的底面高于所述光电二极管202的顶面,所述转移栅结构位于所述转移栅沟槽中,所述转移栅结构包括转移栅介质层211及L型转移栅导电层212,所述转移栅介质层211位于所述转移栅沟槽与所述L型转移栅导电层212之间,所述L型转移栅导电层212包括水平导电部212a与垂直导电部212b,所述垂直导电部212b连接于所述水平导电部212a的一端,且垂直导电部的横截面宽度d小于水平导电部的横截面宽度D。
由于所述转移栅结构采用L型转移栅导电层,而所述L型转移栅导电层的水平导电部212a具有较大的宽度,可以增大所述转移栅结构与所述光电二极管202的相对面积,有利于增强转移栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。所述水平导电部212a的宽度由所述转移栅沟槽的宽度及所述转移栅介质层211的厚度决定,由于所述转移栅介质层211的厚度相对较薄,因此,所述水平导电部212a的宽度主要由所述转移栅沟槽的宽度决定。作为示例,所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%。
作为示例,所述转移栅介质层211的材质包括但不限于二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。所述转移栅介质层211也可以采用高K材料,例如氧化铪、氧化铪硅、氧化镧、氧化镧铝等。所述转移栅导电层212的材质包括但不限于掺杂多晶硅、氮化钛、、氮化钽、氮化钨、钛、钽、钨等。
作为示例,所述衬底201的材质包括但不限于Si、SiGe、SOI、III-V族化合物等。所述衬底201中可形成有隔离结构203、隔离结构204等,以定义有源区并隔离不同的元件。所述隔离结构203、204可以是但不限于浅沟槽隔离结构(STI)。
所述光电二极管202作为光接收元件,用于接收外部光线,并生成与入射光亮成比例的光电荷。所述转移栅结构用于在转移信号的控制下将所述光电二极管202中存储的电荷转移到其它区域,例如浮置扩散区。
作为示例,所述图像传感器还包括复位晶体管,用于将所述光电二极管202连接到电源电压VDD,从而从所述光电二极管202中去除累积的电荷。本实施例中,所述复位晶体管位于所述转移栅沟槽一侧,所述复位晶体管包括复位栅结构及位于所述复位栅结构两侧的复位源区215、复位漏区216。所述复位栅结构包括设于所述衬底201上的复位栅介质层213及设于所述复位栅介质层213上的复位栅导电层214,所述复位源区215与所述复位漏区216位于所述衬底中201中,所述复位栅介质层213及所述复位栅介质层213两侧还设有侧墙217。
需要指出的是,图2所示结构中,所述复位栅结构设置于所述衬底201上方,在其它实施例中,所述复位栅结构也可以是沟槽型,设置于所述衬底中,此处不应过分限制本发明的保护范围。
作为示例,所述复位漏区216与所述转移栅沟槽之间设有隔离结构203,所述隔离结构203自所述衬底201顶面起始,并往所述衬底201底面方向延伸。所述隔离结构203用于隔离所述复位晶体管与所述转移栅结构。所述隔离结构203可以是但不限于浅沟槽隔离结构(STI)。
作为示例,所述图像传感器还包括浮置扩散区218,用于存储从所述光电二极管202中转移过来的电荷。所述浮置扩散区218位于所述衬底201中,并靠近所述L型转移栅导电层212具有所述垂直导电部212b的一侧。本实施例中,所述浮置扩散区218与所述转移栅介质层211接触。
作为示例,所述浮置扩散区218远离所述转移栅沟槽的一侧还设有隔离结构204,所述隔离结构204自所述衬底201顶面起始,并往所述衬底201底面方向延伸。所述隔离结构204可以是但不限于浅沟槽隔离结构(STI)。
作为示例,所述图像传感器还包括绝缘层219、导电通孔220及接触部221,所述绝缘层219位于所述衬底201上并覆盖所述转移栅结构及所述复位晶体管,所述导电通孔220位于所述绝缘层219中,所述导电通孔220的底端与所述L型转移栅导电层212的所述垂直导电部212b连接,所述接触部221位于所述绝缘层219上,所述接触部221连接于所述导电通孔220的顶端。
本发明的图像传感器中,转移栅结构具有L型转移栅导电层,其中,L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,垂直导电部连接于水平导电部的一端,且垂直导电部的横截面宽度小于水平导电部的横截面宽度。由于L型转移栅导电层具有较宽的水平导电部,可以增大转移栅极与光电二极管的接触面积,增强栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。
实施例二
本实施例中一种图像传感器的制作方法,请参阅图3,显示为该方法的工艺流程图,包括以下步骤:
请参阅图4,执行步骤S1:提供一衬底201,所述衬底201中埋设有光电二极管202。
作为示例,所述衬底201的材质包括但不限于Si、SiGe、SOI、III-V族化合物等。所述衬底201中可形成有隔离结构203、隔离结构204等,以定义有源区并隔离后续形成的元件。所述隔离结构203、204可以是但不限于浅沟槽隔离结构(STI)。所述光电二极管202作为光接收元件,用于接收外部光线,并生成与入射光亮成比例的光电荷。
请继续参阅上述图4,执行步骤S2:通过干法刻蚀或湿法刻蚀形成一转移栅沟槽205于所述衬底201中,所述转移栅沟槽205自所述衬底201顶面开口,并往所述光电二极管202方向延伸,且所述转移栅沟槽205的底面高于所述光电二极管202的顶面。
具体的,所述转移栅沟槽205用于形成转移栅结构,所述转移栅结构用于在转移信号的控制下将所述光电二极管202中存储的电荷转移到其它区域,例如浮置扩散区。
作为示例,所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%,以增加后续形成的转移栅结构与所述光电二极管202的相对面积,从而增强转移栅极对光电二极管的控制能力,减小图像传感器的图像延迟几率。
请参阅图5至图9,执行步骤S3:形成转移栅结构于所述转移栅沟槽205中,所述转移栅结构包括转移栅介质层211及L型转移栅导电层212,所述转移栅介质层211位于所述转移栅沟槽205与所述L型转移栅导电层212之间,所述L型转移栅导电层212包括水平导电部212a与垂直导电部212b,所述垂直导电部212b连接于所述水平导电部212a的一端,且垂直导电部的横截面宽度d小于所述水平导电部的横截面宽度d(垂直导电部的横截面宽度d及水平导电部的横截面宽度D可参见图2)。
作为示例,形成所述转移栅结构于所述转移栅沟槽205中包括以下步骤:
如图5所示,采用物理气相沉积、化学气相沉积等方法形成栅介质层206于所述转移栅沟槽205的侧壁与底面,并采用物理气相沉积、化学气相沉积等方法形成栅导电层207于所述栅介质层206表面,所述栅导电层207填满所述转移栅沟槽205中剩余的空间。本实施例中,所述栅介质层206及所述栅导电层207还依次形成于所述转移栅沟槽205外的所述衬底201上,以便在所述转移栅沟槽一侧形成转移晶体管的栅极结构。
作为示例,所述栅介质层206的材质包括但不限于二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。所述栅介质层206也可以采用高K材料,例如氧化铪、氧化铪硅、氧化镧、氧化镧铝等。所述栅导电层207的材质包括但不限于掺杂多晶硅、氮化钛、、氮化钽、氮化钨、钛、钽、钨等。
如图6所示,通过旋涂等方法形成光阻层208于所述栅导电层上,并通过曝光、显影等光刻工艺形成开口209于所述光阻层208中,所述开口209位于所述转移栅沟槽205上方,所述转移栅沟槽205中所述栅导电层207的一侧面在所述开口209的暴露范围内,且所述开口209的宽度小于所述转移栅沟槽205的宽度。
如图7所示,以所述光阻层208为掩膜对所述栅导电层207进行刻蚀,直至所述开口209部位显露的所述栅导电层207达到预设厚度。本实施例中,所述栅介质层206的一部分也同步被去除。
如图8所示,通过光刻工艺形成另一图案化光阻层210于所述栅导电层207上,所述光阻层210填充于所述转移栅沟槽205内剩余的空间,并遮盖住预先定义的复位栅结构所在区域。
如图9所示,以所述光阻层210为掩膜对所述栅导电层207及所述栅介质层206进行刻蚀,去除所述转移栅沟槽205外的所述栅导电层及的所述栅介质层,并保留所述复位栅结构所在区域的所述栅导电层及多余的所述栅介质层,其中,所述转移栅沟槽205内的所述栅导电层构成所述L型转移栅导电层212,所述转移栅沟槽内的所述栅介质层构成所述转移栅介质层211,所述复位栅结构所在区域的所述栅介质层构成复位栅介质层213,所述复位栅结构所在区域的所述栅导电层构成复位栅导电层214。
需要指出的是,本实施例中,所述复位栅介质层213与所述转移栅介质层211同步沉积,所述复位栅导电层214与所述L型转移栅导电层212同步沉积。在其它实施例中,所述复位栅结构于所述转移栅结构也可以分步形成,此处不应过分限制本发明的保护范围。
请参阅图10,形成侧墙结构217于所述复位栅介质层213及所述复位栅导电层214的两侧,并通过离子注入、扩散等工艺形成复位源区215与所述复位漏区216于所述衬底201中,其中,所述复位源区215与所述复位漏区216位于所述复位栅结构两侧。本实施例中,所述隔离结构203位于所述复位漏区216与所述转移栅沟槽205之间,所述隔离结构203自所述衬底顶面起始,并往所述衬底201底面方向延伸。
请继续参见上述图10,本实施例的图像传感器的制作方法还包括通过离子注入、扩散等工艺形成浮置扩散区218于所述衬底201中的步骤。所述浮置扩散区218靠近所述L型转移栅导电层212具有所述垂直导电部212b的一侧,本实施例中,所述浮置扩散区218与所述转移栅介质层211接触。
作为示例,所述隔离结构204位于所述浮置扩散区218远离所述转移栅沟槽205的一侧,所述隔离结构204自所述衬底201顶面起始,并往所述衬底201底面方向延伸。
请参阅图11,本实施例的图像传感器的制作方法还包括通过物理气相沉积、化学气相沉积等方法形成绝缘层219于所述衬底201上的步骤,所述绝缘层219覆盖所述转移栅结构及所述复位晶体管。所述绝缘层219的材质包括但不限于二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。
请参阅图2,继续形成导电通孔220于所述绝缘层219中,并形成接触部221于所述绝缘层219上,其中,所述导电通孔220的底端与所述L型转移栅导电层212的所述垂直导电部212b连接,所述接触部221连接于所述导电通孔220的顶端,以引出所述转移栅导电层212。所述导电通孔220的材质包括但不限于Cu、Al、Ag、W等导电金属,所述接触部221的材质但不限于Cu、Al、Ag、W等导电金属。
至此,制作得到图像传感器,本实施例的图像传感器的制作方法形成具有L型转移栅导电层的转移栅结构,其中,L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,垂直导电部连接于水平导电部的一端,且垂直导电部的横截面宽度小于水平导电部的横截面宽度。由于L型转移栅导电层具有较宽的水平导电部,可以增大转移栅极与光电二极管的接触面积,增强栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。
综上所述,本发明的图像传感器及其制作方法中,转移栅结构具有L型转移栅导电层,其中,L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,垂直导电部连接于水平导电部的一端,且垂直导电部的横截面宽度小于水平导电部的横截面宽度。由于L型转移栅导电层具有较宽的水平导电部,可以增大转移栅极与光电二极管的接触面积,增强栅极对光电二极管的控制能力,从而减小图像延迟几率。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (18)

1.一种图像传感器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一衬底,所述衬底中埋设有光电二极管;
形成一转移栅沟槽于所述衬底中,所述转移栅沟槽自所述衬底顶面开口,并往所述光电二极管方向延伸,且所述转移栅沟槽的底面高于所述光电二极管的顶面;
形成转移栅结构于所述转移栅沟槽中,所述转移栅结构包括转移栅介质层及L型转移栅导电层,所述转移栅介质层位于所述转移栅沟槽与所述L型转移栅导电层之间,所述L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,所述垂直导电部连接于所述水平导电部的一端,且所述垂直导电部的横截面宽度小于所述水平导电部的横截面宽度。
2.根据权利要求1所述的图像传感器的制作方法,其特征在于,形成所述转移栅结构于所述转移栅沟槽中包括以下步骤:
形成栅介质层于所述转移栅沟槽的侧壁与底面;
形成栅导电层于所述栅介质层表面,所述栅导电层填满所述转移栅沟槽中剩余的空间;
形成光阻层于所述栅导电层上,并形成开口于所述光阻层中,所述开口位于所述转移栅沟槽上方,所述转移栅沟槽中所述栅导电层的一侧面在所述开口的暴露范围内,且所述开口的宽度小于所述转移栅沟槽的宽度;
以所述光阻层为掩膜对所述栅导电层进行刻蚀,直至所述开口部位显露的所述栅导电层达到预设厚度;
去除所述转移栅沟槽外的所述栅导电层及所述栅介质层,所述转移栅沟槽内的所述栅导电层构成所述L型转移栅导电层,所述转移栅沟槽内的所述栅介质层构成所述转移栅介质层。
3.根据权利要求1所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%。
4.根据权利要求1所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:还包括形成复位晶体管于所述转移栅沟槽一侧的步骤,所述复位晶体管包括复位栅结构及位于所述复位栅结构两侧的复位源区、复位漏区。
5.根据权利要求4所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述复位栅结构包括设于所述衬底上的复位栅介质层及设于所述复位栅介质层上的复位栅导电层,所述复位源区与所述复位漏区位于所述衬底中。
6.根据权利要求5所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述复位栅介质层与所述转移栅介质层同步沉积,所述复位栅导电层与所述L型转移栅导电层同步沉积。
7.根据权利要求5所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述复位漏区与所述转移栅沟槽之间设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
8.根据权利要求1所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:还包括形成浮置扩散区于所述衬底中的步骤。
9.根据权利要求8所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述浮置扩散区靠近所述L型转移栅导电层具有所述垂直导电部的一侧,且所述浮置扩散区与所述转移栅介质层接触。
10.根据权利要求8所述的图像传感器的制作方法,其特征在于:所述浮置扩散区远离所述转移栅沟槽的一侧还设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
11.根据权利要求1所述的图像传感器的制作方法,其特征在于,还包括以下步骤:
形成绝缘层于所述衬底上;
形成导电通孔于所述绝缘层中,所述导电通孔的底端与所述L型转移栅导电层的所述垂直导电部连接;
形成接触部于所述绝缘层上,所述接触部连接于所述导电通孔的顶端。
12.一种图像传感器,其特征在于,包括:
衬底,所述衬底中埋设有光电二极管;
转移栅沟槽,位于所述衬底中,所述转移栅沟槽自所述衬底顶面开口,并往所述光电二极管方向延伸,且所述转移栅沟槽的底面高于所述光电二极管的顶面;
转移栅结构,位于所述转移栅沟槽中,所述转移栅结构包括转移栅介质层及L型转移栅导电层,所述转移栅介质层位于所述转移栅沟槽与所述L型转移栅导电层之间,所述L型转移栅导电层包括水平导电部与垂直导电部,所述垂直导电部连接于所述水平导电部的一端,且所述垂直导电部的横截面宽度小于所述水平导电部的横截面宽度。
13.根据权利要求12所述的图像传感器,其特征在于:所述转移栅沟槽的宽度是所述光电二极管的宽度的80%~120%。
14.根据权利要求12所述的图像传感器,其特征在于:所述图像传感器还包括复位晶体管,所述复位晶体管位于所述转移栅沟槽一侧,所述复位晶体管包括复位栅结构及位于所述复位栅结构两侧的复位源区、复位漏区。
15.根据权利要求14所述的图像传感器,其特征在于:所述复位栅结构包括设于所述衬底上的复位栅介质层及设于所述复位栅介质层上的复位栅导电层,所述复位源区与所述复位漏区位于所述衬底中。
16.根据权利要求15所述的图像传感器,其特征在于:所述复位漏区与所述转移栅沟槽之间设有隔离结构,所述隔离结构自所述衬底顶面起始,并往所述衬底底面方向延伸。
17.根据权利要求12所述的图像传感器,其特征在于:所述图像传感器还包括浮置扩散区,所述浮置扩散区位于所述衬底中,并靠近所述L型转移栅导电层具有所述垂直导电部的一侧,且所述浮置扩散区与所述转移栅介质层接触。
18.根据权利要求12所述的图像传感器,其特征在于:所述图像传感器还包括绝缘层、导电通孔及接触部,所述绝缘层位于所述衬底上,所述导电通孔位于所述绝缘层中,所述导电通孔的底端与所述L型转移栅导电层的所述垂直导电部连接,所述接触部位于所述绝缘层上,所述接触部连接于所述导电通孔的顶端。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11329082B2 (en) * 2019-12-03 2022-05-10 Omnivision Technologies (Shanghai) Co., Ltd. Image sensor and electronic device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102637701A (zh) * 2011-02-14 2012-08-15 台湾积体电路制造股份有限公司 背部照明图像传感器中用于改进电荷传输的透明导电膜
CN103579262A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种cmos图像传感器及其制备方法
CN103928487A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 格科微电子(上海)有限公司 背照式图像传感器及其形成方法
CN104347645A (zh) * 2013-07-23 2015-02-11 台湾积体电路制造股份有限公司 光电二极管栅极介电保护层
US20160197118A1 (en) * 2014-12-24 2016-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors including photoelectric conversion portions with increased area

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102637701A (zh) * 2011-02-14 2012-08-15 台湾积体电路制造股份有限公司 背部照明图像传感器中用于改进电荷传输的透明导电膜
CN103579262A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种cmos图像传感器及其制备方法
CN104347645A (zh) * 2013-07-23 2015-02-11 台湾积体电路制造股份有限公司 光电二极管栅极介电保护层
CN103928487A (zh) * 2014-05-08 2014-07-16 格科微电子(上海)有限公司 背照式图像传感器及其形成方法
US20160197118A1 (en) * 2014-12-24 2016-07-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors including photoelectric conversion portions with increased area

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11329082B2 (en) * 2019-12-03 2022-05-10 Omnivision Technologies (Shanghai) Co., Ltd. Image sensor and electronic device

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