CN110164886B - 图像传感器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种图像传感器及其制作方法，所述图像传感器包括至少一个像素单元，所述像素单元包括：感光单元，用于根据接收的光信号产生信号电荷；晶体管结构，与所述感光单元相连，用于根据所述信号电荷输出图像信号；其中，所述晶体管结构，包括：沟道结构、覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构、位于所述沟道结构第一端的源极结构、位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道。

Description

图像传感器及其制作方法
技术领域
本发明实施例涉及图像传感器领域，特别涉及一种图像传感器及其制作方法。
背景技术
图像传感器的核心元件是像素单元，像素单元占据整个图像传感器芯片的大部分面积。一方面，为了降低图像传感器的制作成本，提高图像传感器的运行速度，要求像素单元的尺寸较小。另一方面，为了保证图像质量，需要足够的光线入射到像素单元的光电转换元件中，较大的像素单元能有较大的感光面积接收光线，能提供较好的图像质量。
因此，现有技术在降低图像传感器制作成本、提高运行速度的同时会降低图像质量，或在提高图像质量的同时提高图像传感器的制作成本，并降低运行速度。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种图像传感器及其制作方法。
本发明实施例的第一方面提供一种图像传感器，包括：至少一个像素单元，所述像素单元包括：
感光单元，用于根据接收的光信号产生信号电荷；
晶体管结构，与所述感光单元相连，用于根据所述信号电荷输出图像信号；
其中，所述晶体管结构，包括：沟道结构、覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构、位于所述沟道结构第一端的源极结构、位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道。
根据一种实施例，所述像素单元包括：
浮置扩散区，所述浮置扩散区与所述感光单元相连，用于收集所述信号电荷，产生信号电位；
所述晶体管结构，包括：复位晶体管；
所述栅极结构包括：所述复位晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述复位晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述复位晶体管的漏极；
所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区的当前电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区恢复到初始状态。
根据一种实施例，所述晶体管结构包括：行选择晶体管及放大晶体管；
所述栅极结构包括：所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极；
所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连；
所述放大晶体管，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管，用于输出所述图像信号。
根据一种实施例，所述晶体管结构还包括：传输晶体管；
所述栅极结构包括：所述传输晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述传输晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
根据一种实施例，所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接，并形成至少两条传输路径；
所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
本发明实施例第二方面提供一种图像传感器的制作方法，包括：形成至少一个像素单元，形成所述像素单元包括：
形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元；
形成与所述感光单元相连的晶体管结构；其中，所述晶体管结构用于根据所述信号电荷输出图像信号；
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：
形成沟道结构；形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构；形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述形成沟道结构包括：形成至少两条并列设置的沟道。
根据一种实施例，所述形成所述像素单元包括：
形成与所述感光单元相连的浮置扩散区；所述浮置扩散区用于收集所述信号电荷，产生信号电位；
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成复位晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述复位晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述复位晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述复位晶体管的漏极；
所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
其中，所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区恢复到初始状态。
根据一种实施例，所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成行选择晶体管及放大晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极；
所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连；
其中，所述放大晶体管，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管，用于输出所述图像信号。
根据一种实施例，所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构还包括：形成传输晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述传输晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述传输晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
其中，所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
根据一种实施例，形成连接所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区的至少两条传输路径；
其中，所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
本发明实施例提供的上述图像传感器及其制作方法，通过设置覆盖沟道结构预定区域的栅极结构，形成围绕所述沟道结构的栅极结构，增大了栅极结构与沟道结构的接触面积，增加了有效沟道宽度，增大了通过沟道结构的电流，缩短了电流通过沟道结构的时间，提高了器件的运行速度。在需要通过的电流一定时，利用本发明实施例提供的晶体管结构，只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。
因此，一方面，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，可在保证感光面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小，进而在减小图像传感器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。
另一方面，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，在保证像素单元的面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸，可增大感光面积，实现在提高图像质量的同时保证图像传感器制作成本不会增加。
进一步地，本发明实施例通过在沟道结构中设置至少两条并列设置的沟道，能够进一步增大栅极与沟道结构的接触面积，增大有效沟道宽度，减小晶体管尺寸，提高感光单元在像素单元中所占的面积比，有助于进一步减小图像传感器的成本，并提高图像传感器的运行速度。
因此，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，可在提高器件性能的同时减小器件尺寸，降低制作成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种晶体管结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图；
图3本发明实施例提供的一种晶体管结构的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种像素单元的示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种像素单元的示意图；
图6为一种像素单元的示意图；
图7为一种像素阵列的示意图；
图8为一种晶体管结构的截面示意图；
图9为本发明实施例提供的又一种像素单元的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方法，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。除非特别说明或者指出，否则本发明中的术语“第一”、“第二”等描述仅用于区分本发明中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
若本发明实施例中涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(诸如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变，则该方向性指示也相应的随之改变。在本发明实施例中，术语“A在B之上/下”意味着包含A、B两者相互接触地一者在另一者之上/下的情形，或者A、B两者之间还间插有其他部件而一者非接触地位于另一者之上/下的情形。在本发明实施例中，虚线仅用于区分本发明中的各个组件、元素等。
本发明实施例提供一种图像传感器，包括：至少一个像素单元，所述像素单元包括：
感光单元，用于根据接收的光信号产生信号电荷；
晶体管结构，与所述感光单元相连，用于根据所述信号电荷输出图像信号；
其中，所述晶体管结构，包括：沟道结构、覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构、位于所述沟道结构第一端的源极结构、位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道。
在本发明实施例中，所述预定区域包括沟道结构顶面的第一区域和侧面的第二区域，第一区域和第二区域相连。栅极结构围绕沟道结构中的每条沟道。
在本发明实施例中，所述晶体管结构是非平面结构，所述晶体管结构为三维的立体结构，可包括：FinFET结构。
在本发明实施例中，一条所述沟道可包括至少一条纳米线、或层叠设置的至少两条纳米线。如图1所示，栅极结构100下方包括并列设置的两条沟道，分别为沟道40和沟道41。沟道40包括两条堆叠设置的纳米线401和纳米线402，沟道41包括两条堆叠设置的纳米线403和纳米线404，纳米线与栅极结构之间设置有层间介质，所述层间介质的成分可包括二氧化硅、氮化硅等。
在本发明实施例中，栅极结构可包括栅极电介质层和栅极电极层。栅极电介质层由介电常数大于预设介电常数阈值的材料构成。栅极电极层用于与外部电路相连，向栅极电介质层施加电信号，其成分可包括：钨、铝、铂、多晶硅或导电金属氧化物等。
在本发明实施例中，所述图像传感器包括由多个像素单元组成的像素阵列。当图像传感器工作时，图像传感器根据同一时刻输出的所有图像信号形成图像。
图2示出了本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图。由图2可知，在本发明实施例中，通过设置覆盖沟道结构预定区域的栅极结构，形成围绕沟道结构的栅极结构，增大了栅极结构与沟道结构的接触面积，增加了有效沟道宽度，增大了通过沟道结构的电流，缩短了电流通过沟道结构的时间，提高了器件的运行速度。在需要通过的电流一定时，利用本发明实施例提供的晶体管结构，只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。
因此，一方面，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，可在保证感光面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小，进而在减小图像传感器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。
另一方面，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，在保证像素单元的面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸，可增大感光面积，实现在提高图像质量的同时保证图像传感器制作成本不会增加。
进一步地，本发明实施例通过在沟道结构中设置至少两条并列设置的沟道，能够进一步增大栅极结构与沟道结构的接触面积，增大有效沟道宽度，减小晶体管尺寸，提高感光单元在像素单元中所占的面积比，有助于进一步减小图像传感器的成本，并提高图像传感器的运行速度。
因此，通过本发明实施例提供的上述图像传感器，可在提高器件性能的同时减小器件尺寸，降低制作成本。
在一些发明实施例中，所述像素单元包括：
浮置扩散区14，所述浮置扩散区与所述感光单元相连，用于收集所述信号电荷，产生信号电位；
所述晶体管结构，包括：复位晶体管10；
所述栅极结构100包括：所述复位晶体管的栅极101；
所述源极结构包括：所述复位晶体管的源极501；
所述漏极结构包括：所述复位晶体管的漏极601；
所述复位晶体管的栅极101与所述浮置扩散区14相连；
所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区14的当前电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区14恢复到初始状态。
在本发明实施例中，复位晶体管可位于电源线和浮置扩散区之间。复位晶体管可根据接收的第一复位控制信号进入断开状态，根据接收的第二复位控制信号进入导通状态。当复位晶体管进入导通状态时，可将浮置扩散区的电位切换至初始电位，以使得浮置扩散区恢复到初始状态，使像素单元停止显示。其中，在将图像传感器开启且开始工作之前，或在像素单元完成一次图像信号输出后，可对浮置扩散区进行复位；所述初始状态为浮置扩散区没有积累信号电荷的状态。
在一些发明实施例中，所述晶体管结构包括：行选择晶体管12及放大晶体管11；
所述栅极结构包括：所述行选择晶体管的栅极103和所述放大晶体管的栅极102；
所述源极结构包括：所述行选择晶体管的源极503和所述放大晶体管的源极502；
所述漏极结构包括：所述行选择晶体管的漏极603和所述放大晶体管的漏极602；
所述放大晶体管11的栅极与所述浮置扩散区14相连；
所述行选择晶体管12与所述放大晶体管11相连；
所述放大晶体管11，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管12，用于输出所述图像信号。
在一些发明实施例中，所述复位晶体管10、放大晶体管11和行选择晶体管12可如图3所示连接。其中，复位晶体管10的漏极601与放大晶体管11的源极502相连，放大晶体管11的漏极602与行选择晶体管12的源极503相连。
在一些发明实施例中，所述复位晶体管10、放大晶体管11和行选择晶体管12可如图4所示连接。其中，复位晶体管10的漏极601与放大晶体管11的漏极602相连，放大晶体管11的源极502与行选择晶体管12的源极503相连。
在本发明实施例中，行选择晶体管12可与输出线相连。行选择晶体管12可根据接收的第一选择控制信号进入断开状态，根据接收的第二选择控制信号进入导通状态。例如：当行选择晶体管12根据第二选择控制信号进入导通状态时，行选择晶体管12将放大晶体管11产生的图像信号输出到输出线。
在一些发明实施例中，如图4所示，复位晶体管10、行选择晶体管12和放大晶体管11可位于浮置扩散区内部。通过将该三个晶体管设置在浮置扩散区内部，可进一步缩小像素单元的尺寸，降低制作成本。
在另一些发明实施例中，如图5所示，复位晶体管10、行选择晶体管12和放大晶体管11可位于浮置扩散区外围。在本发明实施例中，感光单元所在的平面位于浮置扩散区所在平面的下方，通过将该三个晶体管设置于浮置扩散区外围，可减少晶体管对于感光单元的遮挡，增大感光面积，进而提高图像质量。
在一些发明实施例中，所述晶体管结构还包括：传输晶体管13；
所述栅极结构包括：所述传输晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述传输晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
在本发明实施例中，传输晶体管可根据接收的第一传输控制信号进入断开状态，根据接收的第二传输控制信号进入导通状态。例如，当传输晶体管根据第二传输控制信号进入导通状态时，传输晶体管可将感光单元中积累的信号电荷转移至对应的浮置扩散区，并将信号电荷传输至放大晶体管。当放大晶体管与行选择晶体管也导通时，像素单元输出所述图像信号，并与其他同时输出图像信号的像素单元共同显示图像。当传输晶体管根据第一传输控制信号进入断开状态时，感光单元与对应浮置扩散区之间信号电荷的传输通道被切断，此时，像素单元停止显示图像信号。
在一些发明实施例中，所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接，并形成至少两条传输路径；
所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
在本发明实施例中，每条所述传输路径的一端连接浮置扩散区，另一端通过传输晶体管的栅极连接传输晶体管的漏极，其中，每条传输路径与浮置扩散区接触的位置均不同。
在一些发明实施例中，如图9所示，传输晶体管13的栅极104与浮置扩散区14之间形成第一条传输路径701和第二条传输路径702，浮置扩散区14相当于传输晶体管13的源极504。当传输晶体管根据第二传输控制信号进入导通状态时，浮置扩散区中积累的信号电荷同时通过第一条传输路径701和第二条传输路径702向传输晶体管的漏极604运动。其中，第一条传输路径701与浮置扩散区接触的第一界面，与第二条传输路径与浮置扩散区接触的第二界面不同，且第一界面垂直于第二界面。
在本发明实施例中，通过在传输晶体管与浮置扩散区之间形成至少两条传输路径，提高了从浮置扩散区向传输晶体管的漏极运送信号电荷的速度，进而提高了器件的运行速度。
本发明实施例还提供一种图像传感器的制作方法，包括：形成至少一个像素单元，形成所述像素单元包括：
形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元；
形成与所述感光单元相连的晶体管结构；其中，所述晶体管结构用于根据所述信号电荷输出图像信号；
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：
形成沟道结构；形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构；形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述形成沟道结构包括：形成至少两条并列设置的沟道。
在本发明实施例中，通过形成部分围绕所述沟道结构的栅极结构，增大了晶体管结构栅极与沟道结构的接触面积，增加了有效沟道宽度，增大了通过沟道结构的电流，缩短了电流通过沟道结构的时间，提高了器件的运行速度。在需要通过的电流一定时，利用本发明实施例制作的所述晶体管结构，只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。
一方面，通过本发明实施例提供的上述制作方法制作的图像传感器，可在保证感光面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小，进而在减小图像传感器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。
另一方面，通过本发明实施例提供的上述制作方法制作图像传感器，在保证像素单元的面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸，可增大感光面积，实现在提高图像质量的同时保证图像传感器制作成本不会增加。
进一步地，本发明实施例通过在沟道结构中形成至少两条并列设置的沟道，能够进一步增大栅极结构与沟道结构的接触面积，增大有效沟道宽度，减小晶体管尺寸，提高感光单元在像素单元中所占的面积比，有助于进一步减小图像传感器的成本，并提高图像传感器的运行速度。
因此，通过本发明实施例提供的上述制作方法制作图像传感器，可在提高图像传感器性能的同时减小器件尺寸，降低制作成本。
在一些发明实施例中，所述形成所述像素单元包括：形成与所述感光单元相连的浮置扩散区；所述浮置扩散区用于收集所述信号电荷，产生信号电位。
在一些发明实施例中，所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成复位晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述复位晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述复位晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述复位晶体管的漏极；
所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
其中，所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区恢复到初始状态。
在一些发明实施例中，所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成行选择晶体管及放大晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极；
所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连；
其中，所述放大晶体管，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管，用于输出所述图像信号。
在一些发明实施例中，如图4所示，复位晶体管10、行选择晶体管12和放大晶体管11可位于浮置扩散区内部。通过将该三个晶体管设置在浮置扩散区内部，可进一步缩小像素单元的尺寸，降低制作成本。
在另一些发明实施例中，如图5所示，复位晶体管10、行选择晶体管12和放大晶体管11可位于浮置扩散区外围。在本发明实施例中，感光单元所在的平面位于浮置扩散区所在平面的下方，通过将该三个晶体管设置于浮置扩散区外围，可减少晶体管对于感光单元的遮挡，增大感光面积，进而提高图像质量。
在一些发明实施例中，所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构还包括：形成传输晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述传输晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述传输晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
其中，所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
在一些发明实施例中，形成连接所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区的至少两条传输路径；
其中，所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
示例1
为了提高图像传感器的相应速度，可通过提高图像传感器芯片中的行选择器件、源极跟随器件、复位器件的运行速度，从而提高图像传感器的响应速度。因此，可通过缩小集成电路的特征尺寸来提高上述三种器件的运行速度，进而提高图像传感器的响应速度。
图6示出了一种像素单元，图7示出了一种像素阵列。在图像传感器中，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此，图像传感器还包括位于感光元件上方的彩色滤光片。在一些示例中，可用红绿蓝三色滤光片分别覆盖在四个不同的感光元件上，其中，红色滤光片覆盖第一个像点，蓝色滤光片覆盖第二个像点，绿色滤光片覆盖两个像点，构成一个彩色像素。
图8为一种图像传感器中晶体管的截面示意图。该晶体管包括栅极结构100、隔离区21、阱区31。其中，阱区31与栅极结构100接触位置的宽度为该晶体管的沟道宽度。随着晶体管特征尺寸的不断缩小，该沟道宽度不断缩小，使得该晶体管的源区与漏区之间的距离不断减小，进而增大了漏电流，增强了短沟道效应，严重的会导致晶体管的源极与漏极发生穿通，使得晶体管失效，大大降低了晶体管的器件性能。
如图9所示，本示例提供了一种图像传感器，包括：至少一个像素单元，所述像素单元包括：
感光单元，用于根据接收的光信号产生信号电荷；
晶体管结构，与感光单元相连，用于根据信号电荷输出图像信号；其中，晶体管结构，包括：沟道结构、覆盖在沟道结构预定区域的栅极结构、位于沟道结构第一端的源极结构、位于沟道结构第二端的漏极结构，第二端为第一端的相反端；沟道结构包括两条并列设置的沟道
浮置扩散区，浮置扩散区与所述感光单元相连，用于收集所述信号电荷，产生信号电位；
晶体管结构，包括：复位晶体管，行选择晶体管，放大晶体管和传输晶体管；
栅极结构包括：复位晶体管的栅极，行选择晶体管的栅极，放大晶体管的栅极，传输晶体管的栅极；
源极结构包括：复位晶体管的源极，行选择晶体管的源极，放大晶体管的源极，传输晶体管的源极；
漏极结构包括：复位晶体管的漏极，行选择晶体管的漏极和放大晶体管的漏极，传输晶体管的漏极；
复位晶体管的栅极与浮置扩散区相连；放大晶体管的栅极与浮置扩散区相连；行选择晶体管与放大晶体管相连；
复位晶体管，用于通过将浮置扩散区的当前电位切换至初始电位，以使得浮置扩散区恢复到初始状态。
放大晶体管，用于根据信号电位产生图像信号；
行选择晶体管，用于输出图像信号。
传输晶体管与感光单元及浮置扩散区相连，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。并且，传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接，并形成两条传输路径；其中，两条传输路径，用于将浮置扩散区收集的信号电荷传输至晶体管结构。
图10示出了本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图
本示例通过FinFET(鳍式场效应晶体管)技术对行选择晶体管、放大晶体管、复位晶体管及传输晶体管进行结构改造，在行选择晶体管、放大晶体管、复位晶体管及传输晶体管中形成围绕沟道结构的栅极结构，增大了晶体管栅极结构与沟道结构的接触面积，增加了有效沟道宽度，增大了通过沟道结构的电流，缩短了电流通过沟道的时间，提高了器件的运行速度。在需要通过的电流一定时，利用本发明实施例提供的所述晶体管结构，只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。
一方面，本示例可在保证感光面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小，进而在减小图像传感器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。
另一方面，本示例在保证像素单元的面积不变的情况下，通过减小晶体管结构的尺寸，可增大感光面积，实现在提高图像质量的同时保证图像传感器制作成本不会增加。
进一步地，本示例通过在沟道结构中设置两条并列设置的沟道，能够进一步增大栅极与沟道结构的接触面积，增大有效沟道宽度，减小晶体管尺寸，提高感光单元在像素单元中所占的面积比，有助于进一步减小图像传感器的成本，并提高图像传感器的运行速度和成像质量。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。
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)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：至少一个像素单元，所述像素单元包括：
感光单元，用于根据接收的光信号产生信号电荷；
晶体管结构，与所述感光单元相连，用于根据所述信号电荷输出图像信号；
其中，所述晶体管结构，包括：沟道结构、覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构、位于所述沟道结构第一端的源极结构、位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道；所述预定区域包括所述沟道结构顶面的第一区域和侧面的第二区域，所述第一区域和所述第二区域相连；
浮置扩散区，所述浮置扩散区与所述感光单元相连，用于收集所述信号电荷，产生信号电位；其中，所述感光单元所在平面位于所述浮置扩散区所在平面的下方。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述晶体管结构，包括：复位晶体管；
所述栅极结构包括：所述复位晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述复位晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述复位晶体管的漏极；
所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区的当前电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区恢复到初始状态。
3.根据权利要求 1或2所述的图像传感器，其特征在于，
所述晶体管结构包括：行选择晶体管及放大晶体管；
所述栅极结构包括：所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极；
所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连；
所述放大晶体管，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管，用于输出所述图像信号。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，
所述晶体管结构还包括：传输晶体管；
所述栅极结构包括：所述传输晶体管的栅极；
所述源极结构包括：所述传输晶体管的源极；
所述漏极结构包括：所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接，并形成至少两条传输路径；
所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
6.一种图像传感器的制作方法，其特征在于，包括：形成至少一个像素单元，形成所述像素单元包括：
形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元；
形成与所述感光单元相连的晶体管结构；其中，所述晶体管结构用于根据所述信号电荷输出图像信号；
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：
形成沟道结构；形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构；形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，所述第二端为所述第一端的相反端；所述形成沟道结构包括：形成至少两条并列设置的沟道；所述预定区域包括所述沟道结构顶面的第一区域和侧面的第二区域，所述第一区域和所述第二区域相连；
形成位于所述感光单元所在平面上方的浮置扩散区，所述浮置扩散区与所述感光单元相连，用于收集所述信号电荷，产生信号电位。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成复位晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述复位晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述复位晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述复位晶体管的漏极；
所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
其中，所述复位晶体管，用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位，以使得所述浮置扩散区恢复到初始状态。
8.根据权利要求6或7所述的制作方法，其特征在于，
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构，包括：形成行选择晶体管及放大晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极；
所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连；
所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连；
其中，所述放大晶体管，用于根据所述信号电位产生所述图像信号；
所述行选择晶体管，用于输出所述图像信号。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，
所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构还包括：形成传输晶体管；
所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构，包括：形成所述传输晶体管的栅极；
所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构，包括：形成所述传输晶体管的源极；
所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，包括：形成所述传输晶体管的漏极；
所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；
其中，所述传输晶体管，用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，形成连接所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区的至少两条传输路径；
其中，所述至少两条传输路径，用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体管结构。
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