[发明专利]图像传感器及其制作方法

说明书

本公开涉及一种图像传感器，包括：半导体衬底，具有第一表面和接收入射光的第二表面；位于半导体衬底中的光电转换部分，响应于接收到入射光而产生与入射光的量对应的电荷并在其中累积电荷；位于半导体衬底的第一表面上的第一传输晶体管的栅极，第一传输晶体管在被导通时传输累积在光电转换部分中的电荷；位于半导体衬底的第一表面上的电荷存储部分，存储由第一传输器件从光电转换部分中传输的电荷；位于半导体衬底的第一表面上的第二传输晶体管的栅极，第二传输晶体管在被导通时传输存储在电荷存储部分中的电荷；位于半导体衬底中的遮光部分，以防止入射光穿过半导体衬底进入电荷存储部分。本公开还涉及一种图像传感器的制作方法。

技术领域

本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及一种图像传感器及其制 作方法。

背景技术

图像传感器可用于感测辐射(例如，光辐射，包括但局限于可见 光、红外线、紫外线等)，从而生成对应的电信号。作为固态图像传 感器，提出了互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，这种传 感器通过MOS晶体管读出在作为光电转换部分的光电二极管中积累 的电荷(光电荷)。

CMOS图像传感器通常以逐像素、逐行等方式读出光电二极管中 累积的电荷。在传统的CMOS图像传感器中，通常使用卷帘式电子快 门技术来进行成像，即，对每一行像素连续执行曝光操作以及随后的 信号读取操作并且每一行像素的曝光操作之间存在时间偏移。对于卷 帘式电子快门的CMOS图像传感器，由于每一行像素的曝光时间都不 同，因此每一行所拍摄的图像并不是同一时刻的图像，导致在被摄物 体高速移动的情形下，产生拖影现象和图像失真。

在此基础上，提出了一种全局曝光式电子快门技术的CMOS。全 局曝光式的CMOS在操作时每一行像素在同一时间开始和停止曝光， 然后光电二极管中累积的电荷被存储在电荷存储部分中并被逐行读出。 通过这种技术，由于所有行的像素都在同一时刻曝光，所以不会产生 拖影现象和图像失真。

对于全局快门CMOS的性能具有越来越高的要求。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种具有改善的性能的全局快门 CMOS的技术。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，其特征在于包 括：半导体衬底，具有第一表面和接收入射光的第二表面；位于半导 体衬底中的光电转换部分，响应于接收到入射光而产生与入射光的量 对应的电荷并在其中累积电荷；位于半导体衬底的第一表面上的第一 传输晶体管，第一传输晶体管在被导通时传输累积在光电转换部分中 的电荷；位于半导体衬底的第一表面上的电荷存储部分，存储由第一 传输器件从光电转换部分中传输的电荷；位于半导体衬底的第一表面 上的第二传输晶体管，第二传输晶体管在被导通时传输存储在电荷存 储部分中的电荷；位于半导体衬底中的遮光部分，以防止入射光穿过 半导体衬底进入电荷存储部分。

根据本公开的第二方面，提供了一种制作半导体器件的方法，其 特征在于包括：提供半导体衬底，该半导体衬底具有第一表面和接收 入射光的第二表面；在半导体衬底中形成光电转换部分，该光电转换 部分响应于接收到入射光而产生与入射光的量对应的电荷并在其中累 积电荷；在半导体衬底的第一表面上形成第一传输晶体管和第二传输 晶体管；在半导体衬底中形成遮光部分；在半导体衬底的第一表面上 形成电荷存储部分；其中，第一传输晶体管在被导通时传输累积在光 电转换部分中的电荷，电荷存储部分能够存储由第一传输器件从光电 转换部分中传输的电荷并且第二传输晶体管在被导通时传输存储在电 荷存储部分中的电荷，并且遮光部分用于防止入射光穿过半导体衬底 进入电荷存储部分。

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：