[发明专利]像素感测器及其形成方法和像素阵列

说明书

一种像素感测器及其形成方法和像素阵列，像素感测器可包含垂直排列或垂直堆叠的光二极管区和浮置扩散区。垂直排列准许光二极管区相对于水平排列占用给定尺寸的像素感测器的较大区域，其增加光二极管区可收集光子的区域。此增加像素感测器的效能，且可减小像素感测器的整体尺寸。再者，转移栅极可围绕浮置扩散区和光二极管区的至少一部分，其相对于水平排列提供较大的栅极切换区。增加的栅极切换区可在光电流转移期间提供较佳的控制和/或可减少像素感测器的切换延迟。

技术领域

本揭露实施方式是有关于一种像素感测器及其形成方法和像素阵列。

背景技术

互补式金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)影像感测器可包含多个像素感测器。互补式金属氧化半导体影像感测器的像素感测器可包含用以转换入射光的光子为光电流的电子的光二极管区，转移栅极用以控制光电流在光二极管区与浮置扩散区之间的流向，且在浮置扩散区中的漏极区用以接收光电流，使得光电流可被量测和/或转移至互补式金属氧化半导体影像感测器的其他区域。

发明内容

本揭露的一方面是指一种像素感测器，此像素感测器包含光二极管区、浮置扩散区(floating diffusion region)和多晶硅栅极区。浮置扩散区位于光二极管区上方。多晶硅栅极区围绕浮置扩散区。

本揭露的另一方面是指一种像素感测器的形成方法，其包含在像素感测器的基材中形成位于像素感测器的光二极管区中的多个n型区；在基材中形成位于像素感测器的浮置扩散区中且在此些n型区之上的p型区，使得光二极管区和浮置扩散区在基材中垂直堆叠；在浮置扩散区中形成n型漏极区；以及在基材中形成围绕p型区和n型漏极区的多晶硅栅极区。

本揭露的又一方面是指一种像素阵列，其包含多个像素感测器、重设晶体管和源极随耦晶体管。像素感测器，每一像素感测器包含光二极管区、浮置扩散区和多晶硅栅极区。浮置扩散区位于光二极管区上方。多晶硅栅极区围绕浮置扩散区。重设晶体管相邻于此些像素感测器的至少一对像素感测器。源极随耦晶体管相邻于此些像素感测器的至少一对像素感测器。

附图说明

为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附附图所做的下列描述，其中：

图1为示例性的环境的示意图，在本文描述的系统和/或方法可在此环境下实现；

图2和图3为本文描述的示例性的像素阵列的示意图；

图4A至图4C为本文描述的示例性的像素感测器的示意图；

图5A至图5J为本文描述的示例性的实作的示意图；

图6为本文描述的示例性的像素感测器的示意图；

图7A至图7F为本文描述的示例性的实作的示意图；

图8至图16为本文描述的示例性的像素感测器的示意图；

图17至图21为本文描述的示例性的像素感测器配置的示意图；

图22为图1的一或多个设备中示例性的元件的示意图；

图23为有关形成像素感测器的示例性制程的流程图。

【符号说明】

100:环境

102:沉积工具

104:曝光工具

106:显影工具

108:蚀刻工具

110:平坦化工具

112:镀膜工具

114:离子布植工具