[实用新型]CMOS图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及CMOS图像传感器。

背景技术

图像传感器的作用是将光学图像转化为相应的电信号。图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高，噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CCD图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等。

CMOS图像传感器的基本单元是由一个光电二极管和多个晶体管构成的。

请参考图1，现有技术中CMOS图像传感器的形成方法，包括：

提供P型衬底101，所述P型衬底101包括多个像素单元；

在所述像素单元内，形成位于所述P型衬底101内的N型感光区103。

现有技术的CMOS图像传感器的成像质量不高。

在公开号为CN1933169A的中国专利申请中，公开了一种“降低串扰的CMOS图像传感器”，但CMOS图像传感器的成像质量提高的较为有限。

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成像质量高的CMOS图像传感器。

为解决上述问题，本实用新型提供一种CMOS图像传感器，包括：

基底；

位于所述基底内或表面的P型埋层；

位于所述基底上的N型外延层，所述N型外延层包括多个像素单元，所述像素单元包括N型感光区，所述N型感光区的位置与所述P型埋层的位置相对应。

可选地，所述N型感光区的位置与所述P型埋层的位置相对应，包括：所述P型埋层覆盖所述基底表面，所述N型感光区位于所述P型埋层的上方；或所述P型埋层位于所述基底内，所述N型感光区位于所述P型埋层的上方；或所述P型埋层位于所述基底内或表面，所述P型埋层包括多个分立的P型埋层单元，所述P型埋层单元之间具有间隔，所述N型感光区位于所述P型埋层单元的正上方；或所述P型埋层位于所述基底内或表面，所述P型埋层包括多个分立的P型埋层单元，所述P型埋层单元之间具有间隔，所述N型感光区位于所述间隔的正上方。

可选地，所述基底为N型硅衬底；或所述基底包括N型半导体衬底和位于所述N型半导体衬底表面的初始N型外延层。

可选地，当所述基底包括N型半导体衬底和位于所述N型半导体衬底表面的初始N型外延层时，所述P型埋层位于所述初始N型外延层的表面或位于所述初始N型外延层内。

可选地，所述P型埋层的P型离子浓度为1E15-1E20/cm³。

可选地，所述N型外延层的厚度为2～7μm，离子浓度为1E10-1E16/cm³。

可选地，还包括：位于所述N型外延层内、环绕所述像素单元的感光区域且与P型埋层相连的P型隔离区。

可选地，所述P型隔离区的离子浓度为1E15-1E19/cm³。

与现有技术相比，本实用新型的实施例具有以下优点：

本实用新型的实施例在基底内或表面先形成P型埋层，再在基底上形成N型外延层，然后在N型外延层内形成多个像素单元。本实用新型实施例的CMOS图像传感器中，光电二极管的耗尽区大，所述光电二极管吸收入射光中的原色光尤其是红光的能力变强，捕获电子的区域更深，N型的衬底可以减少像素单元间的串扰和电子溢出，CMOS图像传感器输出的彩色图像的质量好。

进一步的，当本实用新型的实施例的基底包括N型半导体衬底和位于N型半导体衬底的初始N型外延层时，所述初始N型外延层的浓度较低，在后续形成P型埋层时，在形成工艺上容易控制，形成的CMOS图像传感器捕获电子的区域更深，CMOS图像传感器的成像质量更好。

更进一步的，本实用新型的实施例中，还包括：形成位于所述N型外延层内、环绕所述像素单元的感光区域且与P型埋层相连的P型隔离区。所述P型隔离区可以用于在像素单元之间形成势垒，以防止电子串扰到与之相邻的像素单元；当像素单元发生电子饱和时，迫使电子从另外的势垒较低的位置溢出，减少对相邻像素单元的影响，提高CMOS图像传感器的成像质量。

附图说明

图1是现有技术CMOS图像传感器的形成方法的剖面结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的CMOS图像传感器的形成方法的流程示意图；