[发明专利]影像感测元件及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像传感器及其制法，特别是涉及一种使用感光二极管的互补式金氧半导体晶体管影像传感器及其制法。

背景技术

互补式金氧半导体晶体管影像传感器(CMOS image sensor，CIS)和电荷耦合装置(charge-coupled devices，CCDs)都是现有技术中常用来将光转换为电子信号的光学电路元件，两者的应用范围皆很广泛，包括有扫描仪、摄影机、以及照相机等等，但是因为载子耦合装置受限于价位高以及体积大的问题，所以目前市面上以互补式金氧半导体晶体管影像传感器较为普及。互补式金氧半导体晶体管影像传感器，是以传统的半导体工艺制作，因此可以大幅减少所需成本及元件尺寸，目前大致分为线型、面型两种，而线型互补式金氧半导体晶体管影像传感器以应用在扫瞄器等产品为主，面型互补式金氧半导体晶体管影像传感器则以应用在数码相机等产品为主。

对于CMOS影像感测元件的性能而言，暗电流是重要指标，希望不存在。暗电流与制造期间发生的浅沟槽隔离结构(STI)(或局部硅氧化(LOCOS))引起的缺陷、等离子体缺陷、晶片不纯物等等有关。例如，CMOS影像感测元件的感光二极管层于等离子体蚀刻工艺期间易受损坏，因此严生暗电流。

美国专利第6,906,364号揭示一种CMOS影像感测元件的结构以减少暗电流的产生，其包括一感光二极管感测区、一晶体管区元件、一自对准区块(self-aligned block)、及一保护层。感光二极管感测区及晶体管元件区形成于基底中，自对准区块形成于感光二极管感测区上。保护层形成于整个基底上，覆盖自对准区块。如此感光二极管感测区可于后续的后段工艺中受到保护而免于损坏，以减少暗电流产生。然而，栅极于保护层形成之前所形成，感光二极管感测区于使用等离子体蚀刻工艺形成栅极期间仍有受损的风险。

因此，仍需要一种具有更少量暗电流的影像感测元件，及其制法。

发明内容

本发明的一个目的为提供一种影像感测元件，其具有改善的暗电流现象。

本发明的另一目的为提供一种制造影像感测元件的方法，以制得具有改善的暗电流的影像感测元件。

依据本发明的影像感测元件包括一基底、一光感测区、一介电保护层、一栅极绝缘层、一栅极、及一掺杂区。光感测区是位于基底中。介电保护层是位于光感测区上，以作为光感测区的保护层。栅极绝缘层是位于基底上，邻接介电保护层。栅极是位于栅极绝缘层上，其一侧跨至介电保护层的一部分上。掺杂区是位于基底中。

依据本发明的制造影像感测元件的方法包括下列步骤。首先，提供一基底，其包括一光感测区于基底中。其次，形成一介电保护层于光感测区上。然后，形成一栅极绝缘层于基底上并邻接介电保护层。形成一栅极于栅极绝缘层上并且使栅极的一侧延伸至介电保护层的一部分上。最后，分别于栅极的另一侧的基底中形成一掺杂区及于光感测区形成一感光层。

于本发明的另一方面，依据本发明的制造影像感测元件的方法包括下列步骤。首先，提供一基底，其包括一光感测区于基底中。接着，形成一介电保护层于光感测区上。于光感测区形成一感光层。然后，形成一栅极绝缘层于基底上并邻接介电保护层。形成一栅极于栅极绝缘层上并且使栅极的一侧延伸至介电保护层的一部分上。最后，于栅极的另一侧的基底中形成一掺杂区。

于本发明的仍另一方面，依据本发明的制造影像感测元件的方法包括下列步骤。首先，提供一基底，其包括一光感测区及一栅极区于基底中，其中栅极区被光感测区围绕。其次，形成一介电保护层于光感测区上。于栅极区的基底中形成一掺杂区。接着，形成一栅极绝缘层于栅极区的基底上并邻接介电保护层。形成一栅极于栅极绝缘层上并且使栅极的侧边延伸至介电保护层的一部分上。最后，于光感测区中形成一感光层。

于本发明的又另一方面，依据本发明的制造影像感测元件的方法包括下列步骤。首先，提供一基底，其包括一光感测区及一栅极区于基底中，其中栅极区被光感测区围绕。其次，形成一介电保护层于光感测区上。分别于光感测区中形成一感光层及于栅极区的基底中形成一掺杂区。接着，形成一栅极绝缘层于栅极区的基底上并邻接介电保护层。最后，形成一栅极于栅极绝缘层上并且使栅极的侧边延伸至介电保护层的一部分上。