[发明专利]光电二极管

说明书

技术领域

本发明一种影像感测元件，尤其涉及一种光电二极管。

背景技术

互补式金属氧化物半导体影像传感器主要利用一包括光二极管元件的主动像素阵列(active pixel matrix)或影像感测元(image sensor cell)阵列，而这两种阵列能将入射的影像光能转换成数位资料。传统的影像感测元(image sensor cell)包括感测光照强度的光电二极管 (photodiode)以及邻近的晶体管。

　　上述晶体管连带周边区域的其他额外的元件包括控制与信号处理电路以及周边的逻辑电路构成光二极管互补式金属氧化物半导体影像感测元件(photodiode-type CMOS image sensor)。因此，为降低制造成本与制程的复杂度，二极管互补式金属氧化物半导体影像感测元件周边的电路与主要区域内影像感测元的晶体管于相同的制程步骤中形成。

然而，上述方法往往造成主要光感测区域内影像感测元的晶体管电性不良的影响。更明确地说，在半导体与氧化层界面会因硅悬浮键缺陷(Si dangling bond defect)，产生表面复合中心(recombination centers)而降低元件少数载子生命周期，产生漏电流现象。而当形成自对准硅化物(silicide, self-aligned silicidation)于周边电路(例如CMOS逻辑电路)的闸极与汲极/源极区域时，同时该自对准硅化物亦形成于光二极管元件的表面，则会加深此缺陷。这样，将导致该影像感测元生成不必要的暗电流(dark current)，进而降低信号/噪声(S/N or SNR, Signal-to-noise ratio)的比值，影响传感器装置的质量。

随着半导体制程技术进步，互补式金属氧化半导体(COMS, Complementary Metal Oxide Semiconductor)元件制程技术对缩小元件与高精度的要求下，元件间干扰越来越明显，被用来作为元件之间绝缘的浅沟槽隔离制程(STI, Shallow Trench Isolation)也就变得愈来愈重要。在熟知的光电二极管元件中，位于围绕光电二极管元件的隔离层与主动区域之间界面的缺陷可能会导致暗电流，而位于光电二极管侧面部分周围或邻近于硅基板表面的硅悬键亦会导致暗电流。也就是说，在无入射光的情况下，围绕光电二极管的界面部分，符合表面物理学理论所存在晶界的悬键(dangling bonds)，电荷载子在界面移动时，某些载子将被随机捕捉，然后以此能阶释放，导致暗电流的产生以致影像传感器所撷取的影像的质量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电二极管，通过布局(layout)的设计，使隔离层与井区分离一定距离设置，解决了现有技术中的光电二极管元件的隔离层因高应力造成邻近N型井区晶格错位而导致漏电流((Leakage Current))的问题。

本发明是这样实现的，一种光电二极管，包括：

一第一型基底，包含一上表面；

一第二型掺杂井，设置于该第一型基底内，该第一型基底与该第二型掺杂井相邻接面区域为一PN连接界面；

一第二型掺杂区，形成于该第二型掺杂井内，并且从该第二型掺杂井的表面延伸；

一隔离区域，形成于该第一型基底内，并且不接触该第二型掺杂井；

一保护层，形成于该第一型基底的上表面，并且覆盖该第二型掺杂区与该第二型掺杂井；以及

一接触导体，贯穿该保护层，并且包括一接触层与一导电条，其中该接触层形成于该导电条的一端，并且接触及连接该第二型掺杂区。

具体地，该第一型基底为一P型基底。

具体地，该第二型掺杂井为一相对低浓度掺杂，该第二型掺杂区为一相对高浓度掺杂。

具体地，该接触层为一金属硅化层。

具体地，该隔离区域为氮化硅或氧化硅。

具体地，该隔离区域为局部氧化层、浅沟槽隔离层或场氧化层。

具体地，该保护层包含一透明导电氧化物层与一多晶硅层，该透明导电氧化物层设置于该多晶硅层上方。

具体地，该多晶硅层厚度为0.1um。

具体地，该多晶硅层电连接于该第一型基底。

具体地，该接触导体为一接触插塞。

与先前技术相比较，本发明光电二极管的隔离区域与第二型掺杂井并不接触，以避免隔离层与主动区域之间界面缺陷所可能导致的暗电流干扰。

附图说明

图1是本发明一实施例的光电二极管的主视图；