本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種器件。其工作原理基于光電效應(yīng)，光電效應(yīng)是指光照射在某些物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而發(fā)生了相應(yīng)的電效應(yīng)現(xiàn)象。

2、例如，ccd(charge?coupled?device，電荷耦合器件)圖像傳感器和cmos(cmosimage?senser，cis)圖像傳感器，利用光電轉(zhuǎn)換功能將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號后輸出數(shù)字圖像，目前被廣泛應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)和其他電子光學(xué)設(shè)備中。cmos圖像傳感器由于具有工藝簡單、易與其他器件集成、體積小、重量輕、功耗小、成本低等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代ccd的地位。目前cmos圖像傳感器被廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、醫(yī)療用攝像裝置(例如胃鏡)、車用攝像裝置等領(lǐng)域之中。

3、目前，圖像傳感器的性能仍有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例解決的問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，提升圖像傳感器的感光性能。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像傳感器，包括：基底，所述基底具有第一型摻雜離子；光電轉(zhuǎn)換區(qū)，位于所述基底中，且所述基底露出所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的頂面；浮置擴(kuò)散區(qū)，位于所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)側(cè)部的基底中，所述浮置擴(kuò)散區(qū)包括第一浮置擴(kuò)散區(qū)以及位于所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部的第二浮置擴(kuò)散區(qū)，所述基底露出所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的頂面，且所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)通過所述基底相間隔，所述浮置擴(kuò)散區(qū)具有第二型摻雜離子，所述第二型摻雜離子與所述第一型摻雜離子類型不同；垂直傳輸柵極，位于所述浮置擴(kuò)散區(qū)的基底上，以及位于所述浮置擴(kuò)散區(qū)側(cè)壁的基底中，且所述垂直傳輸柵極與所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的側(cè)壁相背離，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)和第二浮置擴(kuò)散區(qū)的側(cè)壁與所述垂直傳輸柵極相接觸；第一柵極結(jié)構(gòu)，位于所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的基底上，以及所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)與所述浮置擴(kuò)散區(qū)之間的基底上。

3、可選的，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)中摻雜離子的濃度為1e14atom/cm3至9e20atom/cm3；所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)中摻雜離子的濃度為1e14atom/cm3至9e20atom/cm3。

4、可選的，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)相間隔的距離為20納米至100納米。

5、可選的，沿所述基底表面的法線方向，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)的厚度為20納米至100納米；沿所述基底表面的法線方向，所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的厚度為20納米至100納米。

6、可選的，所述圖像傳感器還包括：第一互連通孔，位于所述垂直傳輸柵極的頂部，且所述第一互連通孔與所述垂直傳輸柵極相電連接；第二互連通孔，位于所述第一柵極結(jié)構(gòu)的頂部，且所述第二互連通孔與所述第一柵極結(jié)構(gòu)相電連接。

7、可選的，所述垂直傳輸柵極的材料包括多晶硅；所述第一柵極結(jié)構(gòu)的材料包括多晶硅。

8、相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底具有第一型摻雜離子，所述基底中形成有光電轉(zhuǎn)換區(qū)，且所述基底露出所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的頂面；在所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)側(cè)部的基底中形成浮置擴(kuò)散區(qū)，所述浮置擴(kuò)散區(qū)包括第一浮置擴(kuò)散區(qū)以及位于所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部的第二浮置擴(kuò)散區(qū)，所述基底露出所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的頂面，且所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)通過所述基底相間隔，所述浮置擴(kuò)散區(qū)具有第二型摻雜離子，所述第二型摻雜離子與所述第一型摻雜離子類型不同；在所述浮置擴(kuò)散區(qū)的基底上，以及位于所述浮置擴(kuò)散區(qū)側(cè)壁的基底中形成垂直傳輸柵極，所述垂直傳輸柵極與所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的側(cè)壁相背離，且所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)和第二浮置擴(kuò)散區(qū)的側(cè)壁與所述垂直傳輸柵極相接觸；在所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的基底上，以及所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)與所述浮置擴(kuò)散區(qū)之間的基底上形成第一柵極結(jié)構(gòu)。

9、可選的，在形成所述垂直傳輸柵極之后，形成所述第一柵極結(jié)構(gòu)；或者，在形成所述第一柵極結(jié)構(gòu)之后，形成所述垂直傳輸柵極。

10、可選的，形成所述浮置擴(kuò)散區(qū)的步驟包括：對所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)側(cè)部的基底進(jìn)行第一摻雜處理，形成所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)；形成所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)之后，對所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部部分厚度的基底進(jìn)行第二摻雜處理，在所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)的頂部形成第二浮置擴(kuò)散區(qū)，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)通過所述基底相間隔。

11、可選的，形成所述浮置擴(kuò)散區(qū)的工藝包括離子注入工藝。

12、可選的，形成所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)的過程中，所述離子注入工藝的參數(shù)包括：摻雜劑量范圍為1e14atom/cm3至9e20atom/cm3；注入能量范圍為250kev至500kev；形成所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的過程中，所述離子注入工藝的參數(shù)包括：摻雜劑量范圍為1e14atom/cm3至9e20atom/cm3；注入能量范圍為20kev至100kev。

13、可選的，沿所述基底表面的法線方向，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)的厚度為20納米至100納米；沿所述基底表面的法線方向，所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的厚度為20納米至100納米。

14、可選的，所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)相間隔的距離為20納米至100納米。

15、可選的，形成所述垂直傳輸柵極的步驟包括：在所述浮置擴(kuò)散區(qū)側(cè)壁的基底中形成開口，所述開口與所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)的側(cè)壁相背離；在所述浮置擴(kuò)散區(qū)的基底上、以及所述開口中形成垂直傳輸柵極。

16、可選的，形成所述開口的工藝包括干法刻蝕工藝。

17、可選的，形成所述垂直傳輸柵極和第一柵極結(jié)構(gòu)之后，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法還包括：在所述垂直傳輸柵極的頂部形成第一互連通孔，所述第一互連通孔與所述垂直傳輸柵極電連接；在所述第一柵極結(jié)構(gòu)的頂部形成第二互連通孔，所述第二互連通孔與所述第一柵極結(jié)構(gòu)電連接。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

19、本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像傳感器的形成方法中，在所述光電轉(zhuǎn)換區(qū)側(cè)部的基底中形成浮置擴(kuò)散區(qū)，所述浮置擴(kuò)散區(qū)包括第一浮置擴(kuò)散區(qū)以及位于所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部的第二浮置擴(kuò)散區(qū)，所述基底露出所述第二浮置擴(kuò)散區(qū)的頂面，且所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)通過所述基底相間隔，所述浮置擴(kuò)散區(qū)具有第二型摻雜離子，所述第二型摻雜離子與所述第一型摻雜離子類型不同，浮置擴(kuò)散區(qū)相當(dāng)于結(jié)電容，用于存儲光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電子，通過設(shè)置第一浮置擴(kuò)散區(qū)以及位于所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部的第二浮置擴(kuò)散區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像傳感器的結(jié)電容可調(diào)，當(dāng)圖像傳感器處于高亮度環(huán)境中時(shí)，通過垂直傳輸柵極施加高電壓，使第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，從而使圖像傳感器的電容變大，即圖像傳感器可檢測的信號強(qiáng)度得到增強(qiáng)，提高了圖像傳感器的飽和度，當(dāng)圖像傳感器處于低亮度環(huán)境中時(shí)，通過垂直傳輸柵極施加低電壓，使第一浮置擴(kuò)散區(qū)與第二浮置擴(kuò)散區(qū)不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，從而使圖像傳感器的電容僅為第二浮置擴(kuò)散區(qū)的電容，則圖像傳感器的電容變小，相應(yīng)的，在低亮度環(huán)境中少量的光信號也能夠引起較大的電壓變大，從而使圖像傳感器的靈敏度得到增強(qiáng)，綜上，通過設(shè)置第一浮置擴(kuò)散區(qū)以及位于所述第一浮置擴(kuò)散區(qū)頂部的第二浮置擴(kuò)散區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像傳感器的結(jié)電容可調(diào)，進(jìn)而使圖像傳感器的飽和度和靈敏度均得到提高。