[发明专利]双转换增益图像传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种双转换增益图像传感器，其特征在于，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底包括第一有源区和第二有源区，且所述第一有源区和所述第二有源区之间设置有浅沟槽隔离结构；

浮置扩散区域，所述浮置扩散区域设置于所述第一有源区中，用于接收来自光敏器件的存储电荷；

辅助电容，所述辅助电容设置于所述第二有源区，用于调节所述浮置扩散区域的转换增益；

其中，在所述第二有源区的半导体衬底中开设有若干条沟槽，所述沟槽的内表面覆盖有介电层；

所述辅助电容的上极板覆盖所述介电层且填充每条所述沟槽，与所述辅助电容的上极板相对的所述半导体衬底作为所述辅助电容的下极板。

2.如权利要求1所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，若干条所述沟槽相互平行。

3.如权利要求2所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，每条所述沟槽的宽度小于0.2微米，深度大于0.1微米，相邻两条所述沟槽之间的间距小于0.2微米。

4.如权利要求1所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，所述辅助电容的上极板填充的沟槽的数量为三条以上。

5.如权利要求1所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，所述浮置扩散区域具有FD电容，所述辅助电容与所述FD电容并联。

6.如权利要求5所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，所述第一有源区还设置有所述光敏器件、转移管、开关管和复位管；其中，所述光敏器件的输出端连接所述转移管的第一源漏区，所述转移管的第二源漏区连接所述开关管的第一源漏区和所述FD电容的一端，所述FD电容的另一端接地，所述开关管的第二源漏区连接所述复位管的第一源漏区和所述辅助电容的上极板，所述辅助电容的下极板接地，所述复位管的第二源漏区接电源电压。

7.如权利要求6所述的双转换增益图像传感器，其特征在于，所述第一有源区还设置有源极跟随管和行选择管；其中，所述源极跟随管的栅极、第一源漏区和第二源漏区分别连接所述转移管的第二源漏区、电源电压和所述行选择管的第一源漏区，所述行选择管的第二源漏区为信号输出端。

8.一种双转换增益图像传感器的制作方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括相互隔离的第一有源区和第二有源区，所述第一有源区用于形成光敏器件以及用于接收来自光敏器件的存储电荷的浮置扩散区域；

在所述第二有源区形成一辅助电容，所述辅助电容用于调节所述浮置扩散区域的转换增益，其中，在所述第二有源区的半导体衬底中开设有若干条沟槽，所述沟槽内壁覆盖有介电层且所述沟槽被覆盖所述介电层的电极材料层填充，以所述电极材料层作为所述辅助电容的上极板，以与所述辅助电容的上极板相对的半导体衬底作为所述辅助电容的下极板。

9.如权利要求8所述的双转换增益图像传感器的制作方法，其特征在于，形成所述光敏器件、所述浮置扩散区域和所述辅助电容的方法包括：

在所述第一有源区进行离子注入，以形成所述光敏器件；

刻蚀所述第二有源区的所述半导体衬底，以形成若干条所述沟槽；

在所述半导体衬底上依次形成介电层和覆盖所述介电层的电极材料层，所述介电层覆盖所述沟槽的内表面和所述半导体衬底的上表面，所述电极材料层填充所述沟槽并位于所述半导体衬底上；

刻蚀所述电极材料层，在所述第一有源区形成若干功能晶体管的栅极，并在所述第二有源区形成所述辅助电容的上极板；

执行离子注入，在所述第一有源区形成若干所述功能晶体管的第一源漏区和第二源漏区以及所述浮置扩散区域；

在所述半导体衬底上形成互连结构，以在所述第一有源区和所述第二有源区之间形成电性互连。

10.如权利要求9所述的图像传感器的制作方法，其特征在于，在形成若干条所述沟槽后、形成所述介电层之前，所述制作方法包括：

在所述半导体衬底形成氧化层，所述氧化层覆盖所述沟槽的内表面以及所述半导体衬底的上表面；

在若干条所述沟槽内注入掺杂物离子，以抑制因所述沟槽内表面缺陷引起的暗电流；以及

去除所述氧化层。