[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，其中图像传感器包括：衬底，衬底包括像素区和逻辑区；位于像素区内的第一光电掺杂区，衬底表面暴露出第一光电掺杂区表面；位于像素区上的屏蔽栅极结构；与第一光电掺杂区连接的电容结构，不同色彩种类的彩色像素单元中的电容结构的容值不同。像素区上具有屏蔽栅极结构，从而能够通过对屏蔽栅极结构加载工作电压减少暗电流的产生，以提升图像传感器的成像质量。根据不同色彩种类的彩色像素单元的需求调节对应的电容结构的容值，使得不同色彩种类的彩色像素单元均能够达到满阱状态，从而更好还原真实色彩，实现更好的图像质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。

图像传感器分为CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal OxideSemiconductor，简称CMOS)图像传感器和CCD(电荷耦合器件，charge coupled device，简称CCD)图像传感器。CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

然而，现有技术的图像传感器的性能还有待提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，以提升图像传感器的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器，包括：若干色彩种类的彩色像素单元，其中每个所述彩色像素单元包括：衬底，所述衬底包括像素区和逻辑区，所述像素区和所述逻辑区相邻；位于所述像素区内的第一光电掺杂区，所述衬底表面暴露出所述第一光电掺杂区表面，所述第一光电掺杂区内具有第一离子；位于所述像素区上的屏蔽栅极结构；位于所述衬底上的介质层，所述介质层覆盖所述屏蔽栅极结构；位于所述介质层内的电容结构，所述电容结构与所述第一光电掺杂区电连接，不同色彩种类的所述彩色像素单元中的所述电容结构的容值不同。

可选的，若干色彩种类的彩色像素单元包括：红色像素单元、绿色像素单元和蓝色像素单元。

可选的，所述红色像素单元中的所述电容结构的容值大于所述绿色像素单元中的所述电容结构的容值；所述绿色像素单元中的所述电容结构的容值大于所述蓝色像素单元中的所述电容结构的容值。

可选的，所述红色像素单元中的所述电容结构的容值为3飞法～10000飞法；所述绿色像素单元中的所述电容结构的容值为2飞法～8000飞法；所述蓝色像素单元中的所述电容结构的容值为1飞法～6000飞法。

可选的，每个所述彩色像素单元还包括：位于所述第一光电掺杂区表面的屏蔽层，所述屏蔽层内的掺杂离子导电类型与第一离子的导电类型相反；所述屏蔽栅极结构位于所述屏蔽层上。

可选的，所述衬底包括相对的第一面和第二面，所述衬底的第一面暴露出所述第一光电掺杂区表面；所述屏蔽栅极结构位于所述第一光电掺杂区上。

可选的，每个所述彩色像素单元还包括：位于所述逻辑区上的传输栅极结构和复位栅极结构。

可选的，所述传输栅极结构环绕所述复位栅极结构。

可选的，每个所述彩色像素单元还包括：位于所述第一光电掺杂区内的第二光电掺杂区，所述第二光电掺杂区具有第二离子，所述第二离子导电类型与第一离子的导电类型相同，且所述第二离子的浓度大于所述第一离子的浓度。

可选的，所述传输栅极结构与第二光电掺杂区相邻。