[发明专利]互补金属氧化物半导体影像感测器及形成方法

说明书

本发明公开一种互补金属氧化物半导体影像感测器及形成方法。该互补金属氧化物半导体影像感测器包含第二型的注入区，形成于第一型的晶体层内。传输栅的通道整个覆盖注入区，该注入区的部分结合光二极管、掺杂阱区及浮动扩散节点。

技术领域

本发明涉及一种互补金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器，特别是涉及一种可防溢流(anti-blooming)或增进电荷转移的互补金属氧化物半导体影像感测器。

背景技术

互补金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器(以下简称影像感测器)普遍应用于移动装置。影像感测器也可使用于其他应用，例如汽车及安全应用。汽车及安全应用的要求异于移动应用。例如，溢流(blooming)对汽车及监测应用是有害的。当像素于曝光时已填满光载流子而无法再收集更多的电子/空穴对时，即会发生溢流。亮点像素会扩散至相邻区域的其他像素。

道路场景(特别是在夜间)具有高动态范围。影像感测器对于特别亮区域必须具有好的溢流控制，才能确保相邻微暗区域不会被溢流电荷所影响。否则，会遗失许多细节且很难从场景得出讯息。此外，于高温操作环境(例如汽车)，即使在黑暗中，热像素也会被暗电流充满。相邻正常像素因接收溢流电荷，也会变为热像素。

电荷转移为汽车及安全应用的另一要求。像素电荷转移速度是影像感测器的数据频宽的重要因素。如果电荷转移不能完全，则会造成有害的暗/低亮度杂讯，其会限制影像感测器的最低可接受亮度位准。

鉴于传统影像感测器无法有效解决溢流及电荷转移问题，因此亟需提出一种新颖可防溢流及增进电荷转移的影像感测器。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种互补金属氧化物半导体影像感测器，用以防止溢流或/且增进电荷转移。

根据本发明实施例，互补金属氧化物半导体影像感测器包含基底、第一型的晶体层、光二极管、至少一个第一型的掺杂阱区、传输栅、浮动扩散节点及第二型的注入区。第一型的晶体层形成于基底上。注入区、光二极管及掺杂阱区形成于晶体层内，且浮动扩散节位于掺杂阱区内。传输栅形成于晶体层的顶面，且传输栅的通道整个覆盖注入区。传输栅部分覆盖光二极管的边缘及掺杂阱区的边缘。注入区的部分结合光二极管、掺杂阱区及浮动扩散节点。

根据本发明另一实施例，形成互补金属氧化物半导体影像感测器的方法包含以下步骤。提供基底，且形成第一型的晶体层于基底上。形成第二型的注入区于晶体层内。形成至少一个第一型的掺杂阱区于晶体层内，且注入区的部分结合掺杂阱区。形成传输栅于晶体层的顶面，传输栅部分覆盖掺杂阱区的边缘，且注入区被传输栅的通道整个覆盖。形成光二极管于晶体层内，且注入区的部分结合光二极管。执行源极/漏极注入以形成浮动扩散节点于掺杂阱区内，且注入区的部分结合浮动扩散节点。

附图说明

图1A为互补金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器的剖视图；

图1B为图1A的影像感测器的俯视图；

图1C为当曝光且传输栅关闭时沿图1A切割线101的位能图；

图2A为本发明实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器的剖视图；

图2B为图2A的影像感测器的俯视图；

图2C为当曝光且传输栅关闭时沿图2A切割线101的位能图；

图3A及图3B为图2A的影像感测器的俯视图，分别使用不同注入区掩模形状；

图4A为影像感测器的剖视图；

图4B为当电荷转移期间且传输栅开启时沿图4A切割线104的位能图；

图5A为图2A的影像感测器的剖视图；

图5B为图5A的影像感测器的俯视图；