本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域，尤其涉及用于圖像傳感器的存儲器及其形成方法。

背景技術(shù)：

1、隨機存取存儲器(ram，random?access?memory)的存儲數(shù)據(jù)可按需讀出或?qū)懭?，且讀寫的速度與該數(shù)據(jù)的存儲位置無關(guān)。這種存儲器是存儲器中讀寫速度最快的，但在斷電時將丟失其存儲的數(shù)據(jù)，故主要用于存儲短時間使用的數(shù)據(jù)。按照存儲信息的不同，隨機存儲器又可以分為靜態(tài)隨機存儲器(static?ram，sram)和動態(tài)隨機存儲器(dynamic?ram，dram)。

2、對于圖像傳感器而言，圖像傳感器像素陣列的圖像數(shù)據(jù)需要緩存至存儲陣列?，F(xiàn)有技術(shù)的做法通常是將圖像傳感器的像素陣列模塊、邏輯處理電路和存儲陣列模塊分開通過單獨的硅片制造，然后通過堆疊的方式，將三片硅片封裝在一起。該工藝不僅工藝難度較大，并且成本也顯著增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了將圖像傳感器的像素陣列、邏輯電路和存儲陣列制造在同一片硅片上的工藝方法，該方法能夠兼容現(xiàn)有的圖像傳感器的制造工藝，且成本顯著下降，并且將轉(zhuǎn)移晶體管的垂直轉(zhuǎn)移柵極形成于隔離結(jié)構(gòu)上，可以提高存儲密度。

2、本發(fā)明實施例提供了一種用于圖像傳感器的存儲器的形成方法，包括：提供襯底；刻蝕所述襯底，形成相互連通的第一溝槽和電荷存儲區(qū)；于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)；刻蝕部分所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)，形成第二溝槽；于所述第二溝槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)移晶體管的至少部分溝道為垂直方向；通過控制所述柵極結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對所述電荷存儲區(qū)的讀取或?qū)懭氩僮鳌?/p>

3、在一些實施例中，至少部分所述電荷存儲區(qū)之間的上部通過連接結(jié)構(gòu)相連，避免在刻蝕所述襯底過程中，所述電荷存儲區(qū)的傾倒或斷裂。

4、在一些實施例中，所述提供襯底包括：提供具有第一摻雜類型的所述襯底；對所述襯底進行與所述第一摻雜類型相反的離子注入，在所述襯底中間形成一層第一摻雜區(qū)，用于形成所述電荷存儲區(qū)。

5、在一些實施例中，所述提供襯底包括：提供具有第一摻雜類型的第一襯底；在所述第一襯底上外延形成一層與所述第一摻雜類型相反第一外延摻雜層，用于形成所述電荷存儲區(qū)；在所述第一外延摻雜層上外延一層為第一摻雜類型的第二外延摻雜層；所述襯底包括所述第一襯底、所述第一外延摻雜層和所述第二外延摻雜層。

6、在一些實施例中，在所述刻蝕所述襯底，形成相互連通的第一溝槽和電荷存儲區(qū)之后還包括：對所述第一溝槽底部進行第一摻雜類型的離子注入，形成多個孤立的第二摻雜區(qū)；通過熱處理，使所述多個孤立的第二摻雜區(qū)的摻雜離子側(cè)向擴散，使所述多個孤立的第二摻雜區(qū)相連。

7、在一些實施例中，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：在所述第一溝槽表面形成第一介質(zhì)層；沉積第一多晶硅以填充所述第一溝槽，以形成所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

8、在一些實施例中，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：在所述第一溝槽表面形成帶有摻雜離子的第一介質(zhì)層；通過熱處理，使所述摻雜離子擴散，與所述電荷存儲區(qū)形成側(cè)向pn結(jié)；沉積第一多晶硅以填充所述第一溝槽，以形成所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

9、在一些實施例中，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：在所述第一溝槽表面形成第三摻雜外延層，與所述電荷存儲區(qū)形成側(cè)向pn結(jié)；在所述第一溝槽內(nèi)的所述第三摻雜外延層表面形成第一介質(zhì)層；沉積第一多晶硅以填充所述第一溝槽，以形成所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)。

10、在一些實施例中，所述第一多晶硅接一電壓。

11、在一些實施例中，所述于所述第二溝槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)包括：在所述第二溝槽表面形成第二介質(zhì)層；沉積第二多晶硅以填充所述第二溝槽，以形成所述至少部分溝道為垂直方向的轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)。

12、在一些實施例中，所述方法還包括：通過與所述第一摻雜類型相反的離子注入，在所述電荷存儲區(qū)的表面形成第三摻雜區(qū)作為浮置擴散區(qū)；通過控制所述柵極結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)電荷在所述電荷存儲區(qū)和所述浮置擴散區(qū)之間的轉(zhuǎn)移。

13、本發(fā)明還提供了一種用于圖像傳感器的存儲器，包括：襯底；形成于所述襯底中的第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)；至少部分溝道為垂直方向的轉(zhuǎn)移晶體管；所述轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)形成于所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)上方，且低于所述襯底表面；電荷存儲區(qū)，形成于所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)之間；通過控制所述柵極結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對所述電荷存儲區(qū)的讀取或?qū)懭氩僮鳌?/p>

14、在一些實施例中，所述第一溝槽隔離包括形成在第一溝槽表面的第一介質(zhì)層；以及用于填充所述第一溝槽的第一多晶硅；所述第一多晶硅接一電壓。

技術(shù)特征：

1.一種用于圖像傳感器的存儲器的形成方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少部分所述電荷存儲區(qū)之間的上部通過連接結(jié)構(gòu)相連，避免在刻蝕所述襯底過程中，所述電荷存儲區(qū)的傾倒或斷裂。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供襯底包括：

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供襯底包括：

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述刻蝕所述襯底，形成相互連通的第一溝槽和電荷存儲區(qū)之后還包括：

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：

8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)包括：

9.如權(quán)利要求6至8中任一所述的方法，其特征在于，所述第一多晶硅接一電壓。

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述于所述第二溝槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)包括：

11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像傳感器的像素陣列和存儲陣列形成于所述襯底上。

13.一種用于圖像傳感器的存儲器，其特征在于，包括：

14.如權(quán)利要求13所述的用于圖像傳感器的存儲器，其特征在于，所述第一溝槽隔離包括形成在第一溝槽表面的第一介質(zhì)層；以及用于填充所述第一溝槽的第一多晶硅；所述第一多晶硅接一電壓。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于圖像傳感器的存儲器及其形成方法，包括：提供襯底；刻蝕所述襯底，形成相互連通的第一溝槽和電荷存儲區(qū)；于所述第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)；刻蝕部分所述第一溝槽隔離結(jié)構(gòu)，形成第二溝槽；于所述第二溝槽內(nèi)形成轉(zhuǎn)移晶體管的柵極結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)移晶體管的至少部分溝道為垂直方向；通過控制所述柵極結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對所述電荷存儲區(qū)的讀取或?qū)懭氩僮??；趫D像傳感器和存儲器的工藝兼容性，本發(fā)明將圖像傳感器和存儲器制造在同一片晶圓上，將轉(zhuǎn)移晶體管的垂直轉(zhuǎn)移柵極形成于隔離結(jié)構(gòu)上，提高了存儲密度，顯著地降低了成本。

技術(shù)研發(fā)人員：趙立新,彭文冰,黃琨
受保護的技術(shù)使用者：格科微電子（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2