[实用新型]一种图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别涉及一种图像传感器。

背景技术

图像传感器根据元件不同分为电荷耦合元件(CCD，Charge CoupledDevice)图像传感器和金属氧化物半导体元件(CMOS，ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor)图像传感器。

图1为现有技术的图像传感器的截面结构示意图，参阅图1，现有技术的图像传感器包括：位于衬底表面(未示出)的多个感光单元101，多个感光单元形成感光单元阵列，位于感光单元101表面的介质层102以及位于介质层内的金属层103，位于介质层102表面的第二平坦层104，位于第二平坦层104表面的彩色滤光片105，位于彩色滤光片105表面的第一平坦层106，以及位于第一平坦层106表面的微透镜107。在公开号为CN1875486A的中国专利中，对现有图像传感器的结构，以及工作原理有详细说明。

现有的图像传感器的形成方法包括，提供包含多个感光单元的衬底；在所述衬底表面形成包含金属层103的介质层102；对所形成的介质层102进行平坦化处理；接着，在经过平坦化处理的表面上形成第二平坦层104；在第二平坦层104表面形成彩色滤光片105；在彩色滤光片105表面形成第一平坦层106；在第一平坦层106表面的形成微透镜107。但是现有图像传感器成像效果不够好，并且器件比较大。

实用新型内容

本实用新型的实施例解决的问题是提供一种图像传感器，以提高现有图像传感器的成像效果，并实现器件小型化。

为解决上述问题，本实用新型提供的图像传感器，包括：

半导体衬底，位于所述半导体衬底内的掺杂阱以及位于所述掺杂阱内的掺杂区，所述掺杂阱与掺杂区的掺杂类型相反；位于所述半导体衬底表面的介质层，所述介质层至少覆盖所述掺杂阱；

贯穿所述介质层的沟槽；

形成于所述掺杂区表面，且填充满所述沟槽的外延层，所述外延层的掺杂离子与所述掺杂区的掺杂离子相同，所述外延层具有第一掺杂类型；

反转侧壁，所述反转侧壁通过反转所述外延层的侧壁形成，具有第二掺杂类型，第二掺杂类型与第一掺杂类型相反；

位于所述外延层表面的钉扎表面，所述钉扎表面的掺杂类型与所述外延层的掺杂类型相反。

可选地，所述介质层和半导体衬底表面之间还具有刻蚀停止层。

可选地，所述刻蚀停止层的材料是氮化硅，或者氮化硅与二氧化硅的混合物。

可选地，所述介质层内还具有金属互连层。

可选地，所述金属互连层的材料是金属铜或者钨。

可选地，所述外延层的材料与半导体衬底的材料相同。

可选地，所述外延层的材料是硅。

可选地，所述钉扎表面上具有钝化层。

可选地，所述钝化层的材料是氧化硅或氮化硅，或者为氧化硅和氮化硅混合物，厚度小于1000埃。

与现有技术相比，本实用新型的实施例具有以下优点：

本实用新型中形成了以掺杂阱和反转侧壁为一极，掺杂区和外延层为另外一极的光电二极管，所述光电二极管的结面积大，并且光的入射面与结的距离比较小，所以可以有效减少光在传播过程中造成的损失，从而提高量子效率，并且可以充分吸收光电子；

进一步，由于本实用新型中光电子会被充分吸收，所以避免了光电子被邻近光电子二极管吸收，从而避免了串扰，图像的颜色更接近于真实的颜色；

第三，本实用新型中因为光电二极管的一部分位于介质层内，所以可以在不增加器件宽度的前提下，增加光电二极管的结的面积，所以有利于实现器件的小型化。

附图说明

图1是现有图像传感器的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例所提供的图像传感器的形成方法的流程示意图；

图3至图9是本实用新型的实施例所提供的图像传感器的形成方法的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有的图像传感器的成像质量不够好，并且器件的体积比较大。发明人针对上述问题进行研究，认为对现有的图像传感器而言，光需要透射过很厚的介质层才能达到位于半导体衬底表面的光电二极管，光在介质层传播的过程中，光在金属层、介质层的反射会造成入射光子的损失，从而降低光子转化为电子-空穴对的量子效率；

此外，现有的光电二极管的结比较浅，不能有效吸收衬底深处所产生的光电子，这部分没有被吸收的光电子如果被相邻像素吸收，会造成图像串扰；