[发明专利]图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：

衬底，具有形成在所述衬底中的至少一个像素单元，每个像素单元包括浮置扩散结构，所述浮置扩散结构包括：

第一浮置扩散区，形成在所述衬底中邻近上表面处；

第二浮置扩散区，形成在所述衬底中所述第一浮置扩散区的下方，并且与所述第一浮置扩散区物理地隔开，其中，所述衬底为第一掺杂类型，所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区为第二掺杂类型；以及

控制部，包括：

栅极，嵌入在所述衬底中并且从所述衬底的上表面起向下延伸，以及

栅极电介质层，形成在所述衬底中并且围绕所述栅极的底壁和侧壁；

其中，所述栅极经由所述栅极电介质层与所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区邻接，以用于控制所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区的连通和断开。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，

其中，当对所述栅极施加的电压满足阈值条件时，在所述衬底的通过所述栅极电介质层与所述栅极邻接的部分处形成反型层，所述反型层使得所述第一浮置扩散区与所述第二浮置扩散区连通。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述控制部还包括：

掺杂层，形成在所述衬底中并且围绕所述栅极电介质层的底壁和侧壁，

其中，所述掺杂层与所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区邻接。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，每个像素单元还包括：

形成在所述衬底中的光电二极管，用于感测辐射并生成电荷；以及

形成在所述衬底中的传输晶体管，其源极区和漏极区中的一个连接到所述光电二极管并且另一个连接到第一浮置扩散区，以用于控制所述光电二极管与所述第一浮置扩散区的连通或断开。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的图像传感器，其特征在于，

其中，所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区的掺杂浓度在1*10¹⁵cm^-3到1*10¹⁹cm^-3的范围内。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述栅极从所述衬底的上表面起向下延伸200nm到1000nm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述栅极包括多晶硅。

8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述多晶硅中掺杂有选自以下各项的一种或多种：硼、磷、砷等。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述栅极电介质层的厚度为5nm到150nm。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述栅极电介质层包括选自以下材料中的一种或多种：氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化铊、氮化铊等。