[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

一般来说，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的单位像素包括光电二极管和金属氧化物半导体(MOS)晶体管。该CMOS图像传感器以开关方式连续检测每个单位像素的电信号以产生图像。

根据每个单位像素中的晶体管数量，可以将CMOS图像传感器分为3T型、4T型以及5T型CMOS图像传感器。例如，4T型CMOS图像传感器包括光电二极管PD、迁移晶体管T_X、复位晶体管R_X、驱动晶体管D_X以及选择晶体管S_X。光电二极管PD用于接收光以产生光电(photoelectric)电荷。迁移晶体管T_X用于将在光电二极管PD中产生的光电电荷迁移至浮置扩散区FD。复位晶体管R_X用于将浮置扩散区FD的电位设置到所需的水平，并且通过释放光电电荷复位该浮置扩散区FD。驱动晶体管D_X用作源极跟随缓冲(follower buffer)放大器，其中将浮置扩散区FD的电压施加至栅极。选择晶体管S_X通过开关操作完成寻址(addressing)。

在这种CMOS图像传感器中，光线射入光电二极管以在该光电二极管中产生电子-空穴对，并且将该电子-空穴对迁移至浮置扩散区。

此时，在半导体衬底的表面上会发生如悬挂键等缺陷。当电荷从光电二极管迁移至浮置扩散区时，悬挂键会捕获电荷，从而引发噪声。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像传感器及其制造方法，该方法可以提高图像传感器的光学特性。

在一个实施例中，一种图像传感器可以包括：半导体衬底，该半导体衬底包括光电二极管区、晶体管区以及浮置扩散区；位于该晶体管区中的该半导体衬底上表面的下面的栅极电介质；第一电介质图案，该第一电介质图案的一部分位于该光电二极管区和该浮置扩散区中的该半导体衬底上表面的上面，并且该第一电介质图案的一部分位于该光电二极管区和该浮置扩散区中的该半导体衬底上表面的下方；以及位于该栅极电介质下方的第二电介质，该第二电介质将该栅极电介质的深度延伸至该半导体衬底上表面的下方。

在另一实施例中，制造图像传感器的方法可以包括：提供半导体衬底，该半导体衬底包括光电二极管区、晶体管区以及浮置扩散区；在该晶体管区中的该半导体衬底表面下形成栅极电介质；形成第一电介质图案，该第一电介质图案的一部分位于该光电二极管区和该浮置扩散区中的该半导体衬底上表面的上面，并且该第一电介质图案的一部分位于该光电二极管区和该浮置扩散区中的该半导体衬底上表面的下面；以及在该栅极电介质的下方形成第二电介质，以将该栅极电介质的深度延伸至该半导体衬底表面的下面。

根据本发明的图像传感器及其制造方法可以抑制电子捕获或闪烁噪声的形成并且提高图像传感器的光学特性。

下文将结合附图和说明书详细描述一个或多个实施例。显然从说明书和附图，以及从权利要求中可以得到其它技术特征。

附图说明

图1至图8为根据实施例的图像传感器的制造工艺的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将结合随附附图对图像传感器及其制造方法的实施例进行详细描述。

在下文中，当涉及层、区域、图案或者结构时，当使用术语“上”或“上方”时，可以理解为该层、区域、图案或者结构直接位于另一层或结构的上面，或者其中也可以出现中间层、区域、图案或者结构。在下文中，当涉及层、区域、图案或者结构时，当使用术语“下”或“下方”时，可以理解为该层、区域、图案或者结构直接位于另一层或结构的下面，或者其中也可以出现中间层、区域、图案或者结构。

可以理解的是为了能够清楚地理解本发明，可以简化本发明实施例的附图和说明书以说明有关的元件，并且为了清楚地描述本发明，可以省去其它公知的元件。本领域普通技术人员可以得到其它想要的和/或需要的元件，以便实现本发明。然而，由于这些元件在本领域中已经充分公开，并且由于这些元件不便于更好地理解本发明，因此在下文中不提及这些元件。