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一種用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu)及其制造方法與流程

文檔序號:11869786閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:

硅襯底,形成于硅襯底中的有源區(qū)和包圍有源區(qū)的淺槽隔離,所述有源區(qū)形成有光電二極管、懸浮漏極以及位于光電二極管和懸浮漏極之間的溝道區(qū),所述溝道區(qū)自下而上形成有阱區(qū)、下夾斷層、溝道層、上夾斷層;

形成于硅襯底上方、其投影覆蓋溝道區(qū)的金屬結(jié)構(gòu),所述金屬結(jié)構(gòu)通過接觸孔連接上夾斷層;

所述金屬結(jié)構(gòu)作為溝道區(qū)的擋光層以及溝道層開啟和關(guān)閉的控制端,其中,通過對所述金屬結(jié)構(gòu)加正偏壓,使溝道處于關(guān)閉狀態(tài),利用光電二極管進(jìn)行電荷積累,通過對所述金屬結(jié)構(gòu)加零偏壓,使溝道處于開啟狀態(tài),將光電二極管中積累的電荷傳輸?shù)綉腋÷O。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述上、下夾斷層將溝道層位于光電二極管和懸浮漏極之間的側(cè)部包圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述阱區(qū)將下夾斷層、溝道層、上夾斷層的側(cè)部包圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述阱區(qū)、下夾斷層、溝道層、上夾斷層依次為N型、P型、N型、P型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述金屬結(jié)構(gòu)連接后道金屬互連層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述金屬結(jié)構(gòu)與后道金屬互連層同層設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu),其特征在于,所述金屬結(jié)構(gòu)與硅襯底之間設(shè)有電介質(zhì)層。

8.一種如權(quán)利要求1所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,包括:

步驟S01:提供一硅襯底,在所述硅襯底中形成淺槽隔離及光電二極管;

步驟S02:通過光刻和多道離子注入,在光電二極管一側(cè)的硅襯底中形成溝道區(qū),包括從下到上依次形成阱區(qū)、下夾斷層、溝道層、上夾斷層;

步驟S03:在溝道區(qū)遠(yuǎn)離光電二極管一側(cè)的硅襯底中形成懸浮漏極;

步驟S04:在硅襯底上制作接觸孔和金屬結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,步驟S02中,通過光刻和多道離子注入,分別形成N阱、P型下夾斷層、N型溝道層和P型上夾斷層。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的用于減小暗電流的像素單元結(jié)構(gòu)的制造方法,其特征在于,步驟S02中,形成溝道區(qū)的方法包括:

利用一常規(guī)CMOS圖像傳感器像素單元版圖,將其傳輸管柵極圖形去除,在光電二極管和懸浮漏極圖形之間加入阱區(qū)、下夾斷層、溝道層、上夾斷層以及金屬結(jié)構(gòu)圖形,然后采用常規(guī)的CMOS圖像傳感器制造工藝,通過光刻和多道離子注入制作形成溝道區(qū);其中,在所述版圖中,使金屬結(jié)構(gòu)圖形面積大于溝道區(qū)圖形面積,并在平行于光電二極管和懸浮漏極圖形連線的方向,使阱區(qū)、下夾斷層、上夾斷層、溝道層的圖形邊界依次縮小,以及在垂直于光電二極管和懸浮漏極圖形連線的方向,使阱區(qū)、下夾斷層、上夾斷層、溝道層的圖形邊界對齊。

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