[发明专利]CMOS图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种背照式CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器包括：

光电二极管，通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；

浮置扩散区，形成于所述第一导电类型半导体衬底内，具有第二导电类型掺杂；以及

传输晶体管，所述的传输晶体管的源极为所述光电二极管的所述第二导电类型区域、漏极为所述浮置扩散区；所述的传输晶体管还包括多晶硅栅极，所述多晶硅栅极覆盖传输晶体管的传输沟道区域，并至少部分覆盖所述光电二极管；所述多晶硅栅极采用非均匀掺杂，使得所述传输晶体管的沟道区内的电势呈阶梯形分布，

其中所述传输晶体管还包括栅氧化层，所述传输晶体管的沟道区在与所述栅氧化层接触的情况下从所述源极延伸至所述漏极，并且

其中非均匀掺杂的所述多晶硅栅极包括至少两个栅极子区域，其中靠近所述光电二极管的第一栅极子区域具有第一导电类型重掺杂，所述第一栅极子区域至少部分覆盖所述光电二极管，靠近所述浮置扩散区的第二栅极子区域具有第二导电类型重掺杂，所述第二栅极子区域至少部分覆盖所述传输晶体管的沟道。

2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述传输晶体管还包括位于所述光电二极管的第二导电类型区域与所述半导体衬底表面之间的具有第一导电类型的隔离区。

3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述多晶硅栅极沿靠近所述浮置扩散区经过所述传输晶体管沟道至所述光电二极管依次包括：所述第二栅极子区域、第四栅极子区域具有第二导电类型轻掺杂、第三栅极子区域具有第一导电类型轻掺杂、所述第一栅极子区域。

4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述多晶硅栅极沿靠近所述浮置扩散区至靠近所述光电二极管依次包括：所述第二栅极子区域、未经掺杂的第三栅极子区域、所述第一栅极子区域。

5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的多晶硅栅极表面上还覆盖有金属硅化物层。

6.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述的第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。

7.一种背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：

在第一导电类型掺杂半导体衬底内形成第二导电类型掺杂区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型掺杂区域作为光生载流子收集区；

形成位于所述第一导电类型半导体衬底内的浮置扩散区，所述浮置扩散区具有第二导电类型掺杂；

形成传输晶体管，所述的传输晶体管的源极为所述光电二极管的所述第二导电类型区域，漏极为所述浮置扩散区；所述的传输晶体管还包括多晶硅栅极，所述多晶硅栅极覆盖所述传输晶体管的沟道区，并至少部分覆盖所述光电二极管，其中所述传输晶体管还包括栅氧化层，所述传输晶体管的沟道区在与所述栅氧化层接触的情况下从所述源极延伸至所述漏极；

采用非均匀掺杂形成所述多晶硅栅极，使得沿靠近所述浮置扩散区至靠近所述光电二极管的所述传输晶体管沟道区域中电势呈阶梯形分布；

形成位于所述衬底上表面的若干金属互联层；并且

其中非均匀掺杂的所述多晶硅栅极包括至少两个栅极子区域，其中靠近所述光电二极管的第一栅极子区域具有第一导电类型重掺杂，所述第一栅极子区域至少部分覆盖所述光电二极管，靠近所述浮置扩散区的第二栅极子区域具有第二导电类型重掺杂，所述第二栅极子区域至少部分覆盖所述传输晶体管的沟道。

8.根据权利要求7所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，先形成所述传输晶体管其余部分，再形成位于所述第一导电类型半导体衬底内的所述浮置扩散区。

9.根据权利要求7所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，形成所述传输晶体管的步骤前，还包括：在所述光电二极管的所述第二导电类型区域至所述半导体衬底表面之间形成具有第一导电类型的隔离区。