CN113851501A - 防串扰图像传感器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种防串扰图像传感器。本申请提供一种防串扰图像传感器，所述防串扰图像传感器包括：第一导电类型衬底层，所述第一导电类型衬底层上形成第二导电类型外延层，所述成第二导电类型外延层连接正向电压；第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层形成于所述第二导电类型外延层上；光电二极管，所述光电二极管设于所述第一导电类型外延层中，从所述第一导电类型外延层的上表面向下延伸。本申请提供的一种防串扰图像传感器，可以解决相关技术中相邻感光单元之间的信号串扰问题。
Description
技术领域
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种防串扰图像传感器。
背景技术
CMOS图像传感器，其核心结构为光电转换单元，该光电转换单元的核心器件为光电二极管。通常，图像传感器的光电转换单元包括多个呈阵列式排布的光电二极管，光电二极管能够将采集到的光子转变为电子，然后通过其他辅助电路结构将该电子转变为电信号，并进行输出。
但是图像传感器的防串扰问题是影响图像传感器的可靠性的主要问题。通常，串扰信号主要来源于两方面，其中一方面来源于入射光穿过当前感光单元，折射或反射到相邻的感光单元中，另一方面由于光线中长波长部分在衬底深处产生光电子扩散到相邻感光单元中而产生。
相关技术通常在图像传感器的感光侧外侧设置红外滤波片以阻挡红外光，但是此种方案仍会使得部分波段的红光进入到衬底中，从而造成串扰。
发明内容
本申请提供了一种防串扰图像传感器，可以解决相关技术中相邻感光单元之间的信号串扰问题。
为了解决背景技术中所述的技术问题，本申请提供一种防串扰图像传感器，所述防串扰图像传感器包括：
第一导电类型衬底层，所述第一导电类型衬底层上形成第二导电类型外延层，所述成第二导电类型外延层连接正向电压；
第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层形成于所述第二导电类型外延层上；
光电二极管，所述光电二极管设于所述第一导电类型外延层中，从所述第一导电类型外延层的上表面向下延伸。
可选地，所述光电二极管靠近所述第一导电类型外延层的部分处于反偏状态以抽取串扰电子。
可选地，所述第二导电类型外延层的厚度范围为0.5μm至2μm。
可选地，所述光电二极管包括第一导电类型重掺杂区和第二导电类型掺杂区；
所述第一导电类型重掺杂区位于所述第一导电类型外延层上表层，所述第二导电类型掺杂区的上表面与所述第一导电类型重掺杂区的下表面接触。
可选地，所述防串扰图像传感器还包括浮置扩散区；
所述浮置扩散区位于所述第一导电类型外延层的表层，与所述光电二极管之间形成传输通路，所述传输通路上设置传输门晶体管。
可选地，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。
可选地，所述传输门晶体管用于控制所述光电二极管与所述浮置扩散区之间的传输通路的通断。
本申请技术方案，至少包括如下优点：在光电二极管感光生成光电子后，所生成的光电子通过传输通路传递至浮置扩散区中存储。该浮置扩散区由于存储光电子的原因产生电压信号，该浮置扩散区能够将该电压信号传递出去。该过程中若产生串扰信号，由于第一导电类型外延层下设有第一导电类型衬底层，且该第一导电类型衬底层连接正向电压，从而能够在该串扰信号扩散到其他感光区前，该光电二极管靠近所述第一导电类型外延层的部分能够处于反偏状态以抽取串扰电子。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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示出了本申请一实施例提供的防串扰图像传感器剖视结构示意图；
图2示出了图1所示的器件在各深度位置处的势能曲线示意图
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图1示出了本申请一实施例提供的防串扰图像传感器剖视结构示意图，从图1中可以看出，该防串扰图像传感器包括：第一导电类型衬底层110、第二导电类型外延层120、第一导电类型外延层130和光电二极管
所述第一导电类型衬底层110上形成第二导电类型外延层120，所述成第二导电类型外延层120连接正向电压。
所述第一导电类型外延层130形成于所述第二导电类型外延层120上。
所述光电二极管140设于所述第一导电类型外延层130中，从所述第一导电类型外延层130的上表面向下延伸。
所述光电二极管140靠近所述第一导电类型外延层130的部分处于反偏状态以抽取串扰电子，从而能够避免串扰电子进入其他相邻的感光单元中。
可选地，该第二导电类型外延层120的厚度范围为0.5μm至2μm。
该光电二极管140包括第一导电类型重掺杂区141和第二导电类型掺杂区142；
所述第一导电类型重掺杂区141位于所述第一导电类型外延层130的上表层，所述第二导电类型掺杂区142的上表面与所述第一导电类型重掺杂区141的下表面接触。所述第二导电类型掺杂区142与第一导电类型外延层130交界面的周围能形成耗尽区。
所述防串扰图像传感器还包括浮置扩散区150；所述浮置扩散区150位于所述第一导电类型外延层130的表层，与所述光电二极管140之间形成传输通路，所述传输通路上设置传输门晶体管160。所述传输门晶体管160用于控制所述光电二极管140与所述浮置扩散区150之间的传输通路的通断。
在光电二极管感光生成光电子后，所生成的光电子通过传输通路传递至浮置扩散区中存储。该浮置扩散区由于存储光电子的原因产生电压信号，该浮置扩散区能够将该电压信号传递出去。该过程中若产生串扰电子，由于第一导电类型外延层下设有第二导电类型外延层，且该第二导电类型外延层连接正向电压，从而该第二导电类型外延层与第一导电类型外延层交界面处能够抽取，因较长波长的红外光线进入外延层底部而形成串扰电子。
参照图2，其示出了图1所示的器件在各深度位置处的势能曲线示意图。
从图2中可以看出，在第二导电类型外延层120与第一导电类型外延层130交界面处的势能形成波谷，从而能够抽取串扰电子。
在本实施例中，上述第一导电类型可以为P型，第二导电类型可以为N型。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种防串扰图像传感器，其特征在于，所述防串扰图像传感器包括：
第一导电类型衬底层，所述第一导电类型衬底层上形成第二导电类型外延层，所述成第二导电类型外延层连接正向电压；
第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层形成于所述第二导电类型外延层上；
光电二极管，所述光电二极管设于所述第一导电类型外延层中，从所述第一导电类型外延层的上表面向下延伸。
2.如权利要求1所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述光电二极管靠近所述第一导电类型外延层的部分处于反偏状态以抽取串扰电子。
3.如权利要求1所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述第二导电类型外延层的厚度范围为0.5μm至2μm。
4.如权利要求1所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述光电二极管包括第一导电类型重掺杂区和第二导电类型掺杂区；
所述第一导电类型重掺杂区位于所述第一导电类型外延层上表层，所述第二导电类型掺杂区的上表面与所述第一导电类型重掺杂区的下表面接触。
5.如权利要求1所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述防串扰图像传感器还包括浮置扩散区；
所述浮置扩散区位于所述第一导电类型外延层的表层，与所述光电二极管之间形成传输通路，所述传输通路上设置传输门晶体管。
6.如权利要求1至5中任一项所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。
7.如权利要求5所述的防串扰图像传感器，其特征在于，所述传输门晶体管用于控制所述光电二极管与所述浮置扩散区之间的传输通路的通断。
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