[发明专利]CMOS图像传感器的像素结构及其制造方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器的像素结构，包括：半导体衬底、位于衬底上方的 外延薄膜、位于所述外延薄膜内的隔离结构、位于所述隔离结构之间的外 延薄膜内的MOS晶体管以及与所述MOS晶体管相邻的光电二极管，其特 征在于，所述MOS晶体管包括：依次位于外延薄膜表面的栅介质层和栅 极以及位于栅介质层和栅极两侧的侧壁；

位于所述栅极一侧的外延薄膜内的掺杂阱，且所述掺杂阱包围所述相邻隔 离结构；

位于栅极、侧壁一侧的所述掺杂阱内的重掺杂区；

位于栅极下方的外延薄膜内的阈值电压调节区，与所述掺杂阱相邻； 所述光电二极管包括：位于所述外延薄膜内的深掺杂区，所述深掺杂区与 邻近隔离结构具有距离以使所述深掺杂区与邻近隔离结构之间的外延薄膜 具有隔离所述光电二极管和相邻器件的作用，深掺杂区深度大于阈值电压 调节区且与之部分重叠；

位于所述外延薄膜内与深掺杂区导电类型相反的浅掺杂区，深度小于深掺 杂区，且与隔离结构以及阈值电压调节区相邻。

2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的像素结构，其特征在于，所述 MOS晶体管的掺杂阱与所述光电二极管的深掺杂区具有距离，所述距离为 0.2微米至0.7微米。

3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的像素结构，其特征在于，所述 晶体管掺杂阱的导电类型为P型，所述重掺杂区的导电类型为N型，所述 阈值电压调节区的导电类型为P型。

4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的像素结构，其特征在于，所述 光电二极管浅掺杂区的导电类型为P型，深掺杂区的导电类型为N型。

5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器的像素结构，其特征在于，所述 像素结构还包括：MOS晶体管的轻掺杂区，所述轻掺杂区位于栅极一侧的 掺杂阱内，且与所述重掺杂区和阈值电压调节区相邻。

6.一种制作权利要求1所述的CMOS图像传感器的像素结构的方法，其特征 在于，包括：

提供半导体衬底，其表面具有外延薄膜；

在外延薄膜内形成隔离结构；

在外延薄膜内形成晶体管的掺杂阱，所述掺杂阱包围邻近隔离结构；

在隔离结构之间的外延薄膜内形成与掺杂阱相连的晶体管的阈值电压调 节区；

在阈值电压调节区上方的外延薄膜表面依次形成晶体管的栅介质层、栅 极；

在外延薄膜内形成光电二极管的浅掺杂区，所述浅掺杂区与相邻隔离结 构、阈值电压调节区相连；

在外延薄膜内形成光电二极管的深掺杂区，所述深掺杂区的深度大于浅掺 杂区深度，所述深掺杂区与阈值电压调节区部分重叠，且与邻近的隔离结构 有距离；

在栅极、栅介质层两侧形成侧壁；

在栅极、侧壁一侧的掺杂阱内形成重掺杂区。

7.根据权利要求6所述的制作CMOS图像传感器的像素结构的方法，其特征 在于，所述在形成侧壁之前还包括：在栅极一侧的掺杂阱中形成轻掺杂区， 其深度小于重掺杂区，且与阈值电压调节区相邻。

8.根据权利要求6所述的制作CMOS图像传感器的像素结构的方法，其特征 在于，所述深掺杂区通过N型离子注入形成，所述离子注入具有倾斜角度， 所述倾斜角度范围为10～45度。

9.根据权利要求6所述的制作CMOS图像传感器的像素结构的方法，其特征 在于，所述N型离子注入的元素为P、AS或者SB，剂量为1E11～1E13/cm^-2， 能量为50～200KeV。

10.根据权利要求6所述的制作CMOS图像传感器的像素结构的方法，其特征 在于，所述掺杂阱通过P型离子注入形成，所述离子注入的元素为B或 BF₂，所述离子注入的能量范围为5E12～1E13/cm^-2，能量为130～190KeV。