[实用新型]改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器

说明书

本实用新型提供一种改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器，图像传感器包括像素场效应晶体管及外围逻辑场效应晶体管，像素场效应晶体管包括电荷传输栅极及漂浮扩散有源区，电荷传输栅极中靠近漂浮扩散有源区一端的栅极边缘区域与外围逻辑场效应晶体管的栅极边缘区域具有不同结构，使得电荷传输栅极中靠近漂浮扩散有源区一端的栅极边缘区域的电场强度低于电荷传输栅极的栅极中心区域的电场强度，以改善像素场效应晶体管的GIDL现象，提高CIS的图像质量。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器。

背景技术

图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号的功能器件。其中，图像传感器包括CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体)图像传感器和CCD(Charged CoupledDevice，电荷耦合器件)图像传感器两种类型，可广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。

在CMOS图像传感器(CIS)中，设置有感光像素阵列及外围逻辑电路系统，感光像素阵列用来采集图像的光电信号信息，外界的光照射在像素阵列上，会发生光电效应，在像素单元内产生相应的电荷，以进行图像信号的采集，如图1，感光像素阵列中一般包括光电二极管101、电荷传输栅极102、复位晶体管103、源跟随晶体管104及漂浮扩散有源区FD，外围逻辑电路系统中则包括外围逻辑场效应晶体管，以实现对感光像素阵列的控制与读出。

CIS已经在我们的日常生活中无处不在，随着物联网时代的到来，促进像素间距缩小到更小尺寸，并通过像素级互连实现更大的集成已成为CIS发展的趋势。然而，随着生产工艺制程的小型化趋势，CIS中的电荷传输栅极的栅介质层越来越薄、漂浮扩散有源区的形成越来越浅，掺杂量越来越高，而如图2，CIS在曝光期间，为阻止电子在无光条件下流入光电二极管101，电荷传输栅极102以N型为例，其栅极偏压为负压，从而电荷传输栅极102的栅极与其漏极端即漂浮扩散有源区FD构成高电势差，导致电荷传输栅极102的栅极与漏极的交叠区域表面形成耗尽区，正负载流子会在强电场作用下分别向漏极和衬底流动，从而引起漏极到栅极之间的漏电流，引发栅极诱导漏电(GIDL，Gate-Induced Drain Leakage)现象，而GIDL现象会引发CIS图像白点坏像素的问题，从而降低了CIS的图像质量。

因此，提供一种改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器，用于解决现有技术中图像传感器的像素场效应晶体管GIDL问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种改善像素场效应晶体管GIDL的图像传感器，所述图像传感器包括像素场效应晶体管及外围逻辑场效应晶体管，所述像素场效应晶体管包括电荷传输栅极及漂浮扩散有源区，所述电荷传输栅极靠近所述漂浮扩散有源区一端的栅极边缘区域与所述外围逻辑场效应晶体管对应的栅极边缘区域具有不同结构，所述电荷传输栅极靠近所述漂浮扩散有源区一端的栅极边缘区域的电场强度低于所述电荷传输栅极中心区域的电场强度。

可选地，所述电荷传输栅极靠近所述漂浮扩散有源区一端的栅极介质层的边缘区域的厚度大于所述栅极介质层的中心区域的厚度。

可选地，靠近所述漂浮扩散有源区一端的所述栅极介质层的边缘区域的介电常数小于所述栅极介质层的中心区域的介电常数。

可选地，所述电荷传输栅极中心区域的所述栅极介质层与所述外围逻辑场效应晶体管的栅极介质层具有相同材质及厚度。

可选地，所述电荷传输栅极的表面覆盖有正电荷薄膜，通过所述正电荷薄膜改变靠近所述漂浮扩散有源区一端的栅极边缘区域功函数，以降低电场强度。