[发明专利]CMOS影像传感器的像元结构及其制造方法

权利要求书

1.一种CMOS影像传感器的像元结构，其制作于读取电路或处理电路的顶层之上，所述读取电路或处理电路的顶层包括介质层和介质层两边的各一个通孔，所述像元结构包括：

金属反射层，位于所述介质层之上；

金属假图形，位于所述金属反射层之上；

金属连接图形，包括分别位于两个所述通孔之上的N型金属连接图形和P型金属连接图形；

多层PN结结构，由P型材料和N型材料错层叠加于所述金属反射层、金属假图形和金属连接图形之上；

接触结构，包括位于N型金属连接图形之上的纵向的N型接触结构和位于P型金属连接图形之上的纵向的P型接触结构，以使得每层N型材料通过N型接触结构与N型金属连接图形电连接，而每层P型材料通过P型接触结构与P型金属连接图形电连接。

2.根据权利要求1所述的CMOS影像传感器的像元结构，其特征在于：所述金属假图形在金属反射层上形成至少一个凸起，所述多层PN结结构中的每一层P型材料和N型材料在对应处也形成至少一个凸起。

3.根据权利要求1所述的CMOS影像传感器的像元结构，其特征在于：所述接触结构的离子掺杂浓度高于多层PN结结构的离子掺杂浓度。

4.根据权利要求3所述的CMOS影像传感器的像元结构，其特征在于：所述金属反射层和金属假图形均不与金属连接图形相接触，所述多层PN结结构中P型材料不与N型金属连接图形相接触、N型材料不与P型金属连接图形相接触。

5.一种CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，所述像元结构制作于读取电路或处理电路的顶层之上，所述读取电路或处理电路的顶层包括介质层和介质层两边的各一个通孔，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

步骤S01，在所述读取电路或处理电路顶层表面上沉积第一金属层，并图形化，以形成分别与两个所述通孔相接触的N型金属连接图形和P型金属连接图形、以及位于所述介质层之上的金属假图形；

步骤S02，沉积第二金属层，以形成所述介质层之上的金属反射层，并去除金属反射层与N型、P型金属连接图形之间的金属层，以形成金属之间的隔离；

步骤S03，沉积N型材料，并去除所述P型金属连接图形上的N型材料，以使N型材料不与P型金属连接图形相接触；或沉积P型材料，并去除所述N型金属连接图形上的P型材料，以使P型材料不与N型金属连接图形相接触；

步骤S04，依次沉积P型材料或N型材料，以形成N型材料和P型材料错层叠加的多层PN结结构，并在所述N型金属连接图形和P型金属连接图形上方的多层PN结结构处，分别形成纵向的N型接触结构和P型接触结构，以使得每层N型材料通过N型接触结构与N型金属连接图形电连接，而每层P型材料通过P型接触结构与P型金属连接图形电连接。

6.根据权利要求5所述的CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，其特征在于：步骤S03和S04采用原位掺杂的CVD沉积工艺沉积多晶硅或非晶硅的P型材料和N型材料。

7.根据权利要求6所述的CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，其特征在于：步骤S03和S04还包括采用激光退火或微波退火使P型材料和N型材料之间形成多晶或单晶的PN结结构。

8.根据权利要求5所述的CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，其特征在于：步骤S04包括在多层PN结结构形成后，通过离子注入或扩散工艺分别形成P型接触结构和N型接触结构；或步骤S04包括在每一层N型材料或P型材料沉积后，就通过离子注入或扩散工艺形成该层的N型接触结构或P型接触结构，其中，所述N型接触结构和P型接触结构的离子掺杂浓度高于多层PN结结构的离子掺杂浓度。

9.根据权利要求5至8任一项所述的CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，其特征在于：步骤S02中金属假图形在金属反射层上形成至少一个凸起，步骤S04中形成的多层PN结结构中的每一层P型材料和N型材料在对应处也形成至少一个凸起。

10.根据权利要求5至8任一项所述的CMOS影像传感器的像元结构的制造方法，其特征在于：所述第二金属层薄于第一金属层，所述第二金属层厚度为所述第一金属层厚度为所述第一金属层和第二金属层选自Al、Ti、TiN、Ta、TaN、Co或Cu。