[发明专利]像素单元、图像传感器及其制造方法

说明书

本公开涉及像素单元、图像传感器及其制造方法。根据本公开的一个方面，提供了一种像素单元，所述像素单元形成在半导体衬底中，所述像素单元包括：光电二极管，能够响应于入射光而生成电荷；浮动扩散部，位于光电二极管的至少一部分之上；以及势垒区，位于光电二极管与浮动扩散部之间，以将光电二极管和浮动扩散部隔离开；其中势垒区被配置用于控制由光电二极管生成的电荷从光电二极管到浮动扩散部的传输。

技术领域

本公开整体地涉及电子器件，并且具体来说，涉及像素单元、图像传感器以及制造像素单元和图像传感器的方法。

背景技术

图像传感器常在电子设备诸如单反相机、普通数码相机、摄像机、手机、汽车电子和计算机等等中用来捕获图像。本领域中一直存在对改善的图像传感器的需求。

发明内容

本公开的目的之一是提供像素单元、图像传感器和制造像素单元及图像传感器的方法。

根据本公开的一个方面，提供了一种像素单元，所述像素单元形成在半导体衬底中，所述像素单元包括：光电二极管，能够响应于入射光而生成电荷；浮动扩散部，位于光电二极管的至少一部分之上；以及势垒区，位于光电二极管与浮动扩散部之间，以将光电二极管和浮动扩散部隔离开；其中势垒区被配置用于控制由光电二极管生成的电荷从光电二极管到浮动扩散部的传输。

根据本公开的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器具有形成在半导体衬底中的像素单元阵列，所述像素单元阵列中的像素单元包括：光电二极管，能够响应于入射光而生成电荷；浮动扩散部，位于光电二极管的至少一部分之上；以及势垒区，位于光电二极管与浮动扩散部之间，以将光电二极管和浮动扩散部隔离开；其中势垒区被配置用于控制由光电二极管生成的电荷从光电二极管到浮动扩散部的传输；以及其中图像传感器还包括多个隔离区，所述多个隔离区至少将像素单元阵列中的像素单元的光电二极管间隔开。

根据本公开的又一方面，提供了一种形成像素单元的方法，包括：提供具有第一导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有主表面；在半导体衬底中形成具有与第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂区，所述掺杂区和与掺杂区邻接设置的半导体衬底的一部分形成光电二极管；形成具有第一导电类型的势垒区，形成具有第二导电类型的浮动扩散部，其中，所述浮动扩散部被形成为位于掺杂区的至少一部分之上，并且势垒区被形成为位于掺杂区与浮动扩散部之间，以将掺杂区与浮动扩散部隔离开。

根据本公开的又另一方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：提供具有第一导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有主表面；在半导体衬底中形成具有与第一导电类型相反的第二导电类型的掺杂区，所述掺杂区和与掺杂区邻接设置的半导体衬底的至少一部分形成光电二极管；在半导体衬底中形成第一导电类型的多个隔离区，所述多个隔离区从半导体衬底的主表面延伸到比掺杂区更深的位置以将所述光电二极管间隔为多个光电二极管；形成与多个光电二极管对应地设置的具有第一导电类型的多个势垒区，形成与多个光电二极管对应地设置的具有第二导电类型的多个浮动扩散部，其中所述多个浮动扩散部中的各浮动扩散部被形成为位于相应的光电二极管的掺杂区的至少一部分之上，并且多个势垒区中的各势垒区被形成为位于对应的光电二极管的掺杂区与对应的浮动扩散部之间，以将对应的掺杂区与对应的浮动扩散部隔离开。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出了典型的CMOS 4T有源像素传感器(APS)单元的一部分的示意图，其中传输晶体管包括表面沟道。

图2示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的像素单元的一部分的简化的示意性截面图。