[发明专利]具有外延自对准光传感器的图像传感器

权利要求书

1.一种图像传感器像素，包括：

衬底，其经掺杂而具有第一导电型；

第一外延层，其置于所述衬底之上且经掺杂而具有所述第一导电型；

转移晶体管栅极，其置于所述第一外延层之上；及

外延生长的光传感器区域，其置于所述第一外延层中且具有第二导电型，其中所述外延生长的光传感器区域包括在所述转移晶体管栅极的一部分下延伸的延伸区域。

2.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域包含硅锗合金。

3.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域延伸至所述第一外延层中且升至高于所述第一外延层的顶部。

4.如权利要求3所述的图像传感器像素，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域在所述第一外延生长层的所述顶部上方形成半球形形状。

5.如权利要求4所述的图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素包括前侧照明式图像传感器像素，且其中所述半球形形状被塑形为光学透镜以将光聚集至所述外延生长的光传感器区域中。

6.如权利要求4所述的图像传感器像素，其特征在于，所述图像传感器像素包含背侧照明式图像传感器像素，且其中所述半球形形状被塑形为反射器以将光反射回至所述外延生长的光传感器区域中。

7.如权利要求3所述的图像传感器像素，其进一步包括置于所述外延生长的光传感器区域之上的钉扎层，其中所述钉扎层经掺杂而具有所述第一导电型。

8.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域的厚度处于约200纳米与约2000纳米之间。

9.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域的所述延伸区域在所述转移晶体管栅极下延伸约40纳米与400纳米之间。

10.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述第二导电型包括N型掺杂剂，其具有约5×10¹⁴与5×10¹⁶掺杂剂原子/立方厘米之间的掺杂浓度。

11.一种制造互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器像素的方法，所述方法包括：

制造前侧组件，所述等前侧组件包括在所述CMOS图像传感器像素的前侧上的转移晶体管栅极，其中所述转移晶体管栅极形成于具有第一导电型的外延层之上；

在所述外延层中形成内凹，其中所述内凹在所述转移晶体管栅极的一部分下延伸；及

在包括在所述转移晶体管栅极的所述部分下的所述内凹内外延生长光传感器区域，其中所述光传感器区域具有不同于所述第一导电型的第二导电型。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述外延层中形成所述内凹包括：

在所述转移晶体管栅极及所述外延层的顶表面之上形成蚀刻掩模；及

蚀刻所述外延层以在所述外延层内形成所述内凹。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述内凹内外延生长所述光传感器区域包括：

外延生长所述光传感器区域以填充包括在所述转移栅极的所述部分下的所述内凹；及

外延生长所述光传感器区域以形成升至高于所述外延层的所述顶表面的隆起部分。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述隆起部分包含半球形形状。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器像素包括前侧照明式图像传感器像素，且其中所述半球形形状被塑形为光学透镜以将光聚集至所述光传感器区域中。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器像素包括背侧照明式图像传感器像素，且其中所述半球形形状被塑形为反射器以将光反射回至所述光传感器区域中。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述外延生长的光传感器区域包含硅锗合金。

18.如权利要求11所述的方法，其进一步包括：

对所述光传感器区域的顶层进行掺杂而使其具有所述第一导电型。