一种图像传感器像素及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种灵敏度高的图像传感器像素及其制作方法，图像传感器像素包括光电二极管区域、晶体管器件区域，光电二极管区域高于晶体管器件区域，缩短了入射光的光程，降低了金属互连线对入射光的遮挡的影响，能解决或降低金属挡光对像素感光的影响，提高图像传感器像素的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种灵敏度高的图像传感器像素及其制作方法，图像传感器像素包括光电二极管区域、晶体管器件区域，光电二极管区域高于晶体管器件区域，缩短了入射光的光程，降低了金属互连线对入射光的遮挡的影响，能解决或降低金属挡光对像素感光的影响，提高图像传感器像素的灵敏度。【专利说明】
本专利技术涉及一种图像传感器，尤其涉及。
技术介绍
图像传感器主要包含CXD (电荷耦合器件)型图像传感器和CMOS (互补金属氧化物半导体)型图像传感器两种类型，现有技术中的上述两种图像传感器所采用的感光像素包含光电二极管区域和晶体管器件区域，所述光电二极管区域与晶体管器件区域处于同一平面上。 如图1所示，为现有技术中的图像传感器像素切面示意图，其中101为光电二极管，102为电荷传输晶体管，103为绝缘介质硅磷玻璃，104为镶嵌在103中的金属互连线，STI为浅槽隔离区，Θ I为两条边缘光线的夹角。光电二极管101与电荷传输晶体管102制作在半导体基体中，并且两者处于同一平面上；101所能接受到的入射光的范围为图1所示的两条边缘光线之间的光线，即处于ΘI范围内的光线不会被金属遮挡而进入光电二极管。 由此可见，现有技术中图像传感器像素的感光受到金属互连线的影响，顶层金属距离光电二极管越高，入射光的光程越长，金属遮挡的光线量越多，则像素的感光灵敏度越低。现有技术中的金属工艺高度受到规则限制，所以金属的高度位置不可轻易降低；并且随着像素面积的缩小，金属挡光的影响越发凸显。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种灵敏度高的图像传感器像素及其制作方法。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 本专利技术的图像传感器像素，包括光电二极管区域、晶体管器件区域，所述光电二极管区域的表面高于所述晶体管器件区域的表面。 本专利技术的上述的图像传感器像素的制作方法，所述光电二极管的工艺制作在所述晶体管器件的工艺之前，包括步骤: a、提供半导体基体； b、旋涂光刻胶，其厚度至少为0.1um ； C、光刻胶曝光并显影，在光电二极管区域留胶，其留胶尺寸小于等于光电二极管尺寸； d、加热融化光刻胶,将光刻胶融化为球状或类球状,其加热的温度为200摄氏度?300摄氏度，然后冷却至室温； e、干法离子刻蚀，光电二极管区域光刻胶保持以球状或类球状逐渐被刻蚀，首先球状边缘的光刻胶被刻蚀，然后是较厚的接近球顶端的光刻胶，最后是球顶端的光刻胶；光刻胶被刻蚀完后，会继续保持以球状或类球状的方式刻蚀半导体基体，最终形成球状或类球状的光电二极管区域，晶体管器件区域在刻蚀过程中保持最低平面位置，光电二极管区域的最高点至少比晶体管器件区域高出0.lum。 由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的图像传感器像素及其制作方法，由于光电二极管区域高于晶体管器件区域，缩短了入射光的光程，降低了金属互连线对入射光的遮挡的影响，能解决或降低金属挡光对像素感光的影响，提高图像传感器像素的灵敏度。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术的图像传感器像素的切面示意图。 图2是本专利技术的图像传感器像素的切面示意图。 图3是本专利技术的图像传感器像素实施例中的半导体基体示意图。 图4是本专利技术的图像传感器像素实施例中的光电二极管区域制作工艺中的旋涂光刻胶步骤示意图。 图5是本专利技术的图像传感器像素实施例中的光电二极管区域制作工艺中的光刻胶曝光并显影步骤示意图。 图6是本专利技术的图像传感器像素实施例中的光电二极管区域制作工艺中的加热融化光刻胶步骤示意图。 图7是本专利技术的图像传感器像素实施例中的光电二极管区域制作工艺中的干法离子刻蚀步骤示意图。 图8是本专利技术的图像传感器像素实施例中的光电二极管区域制作完毕时的切面示意图。 【具体实施方式】 下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。 本专利技术的图像传感器像素，其较佳的【具体实施方式】是: 包括光电二极管区域、晶体管器件区域，所述光电二极管区域的表面高于所述晶体管器件区域的表面。 所述光电二极管区域以球体型或类球体型形状向上凸起。 所述光电二极管区域凸起的最高点比所述晶体管器件区域的表面至少高出0.1um0 所述光电二极管区域不设置金属互连线，所述金属互连线只设置在晶体管器件区域。 所述晶体管器件区域包括电荷传输晶体管。 所述图像传感器像素用于CMOS型图像传感器或用于CXD型图像传感器。 本专利技术的上述的图像传感器像素的制作方法，其较佳的【具体实施方式】是: 所述光电二极管的工艺制作在所述晶体管器件的工艺之前，包括步骤: a、提供半导体基体； b、旋涂光刻胶，其厚度至少为0.1um ； C、光刻胶曝光并显影，在光电二极管区域留胶，其留胶尺寸小于等于光电二极管尺寸； d、加热融化光刻胶，将光刻胶融化为球状或类球状，其加热的温度为200摄氏度?300摄氏度，然后冷却至室温； e、干法离子刻蚀，光电二极管区域光刻胶保持以球状或类球状逐渐被刻蚀，首先球状边缘的光刻胶被刻蚀，然后是较厚的接近球顶端的光刻胶，最后是球顶端的光刻胶；光刻胶被刻蚀完后，会继续保持以球状或类球状的方式刻蚀半导体基体，最终形成球状或类球状的光电二极管区域，晶体管器件区域在刻蚀过程中保持最低平面位置，光电二极管区域的最高点至少比晶体管器件区域高出0.lum。 本专利技术的图像传感器像素及其制作方法，图像传感器像素包含光电二极管区域，晶体管器件区域，其光电二极管区域向外凸起，由于光电二极管区域高于晶体管器件区域，缩短了入射光的光程，这缩短了光电二极管接受的光的光程，从而降低了金属互连线对入射光的遮挡的影响，进而有效地提高了图像传感器像素的感光灵敏度。能解决或降低金属挡光对像素感光的影响，提高图像传感器像素的灵敏度。 具体实施例: 本专利技术从优化像素器件结构入手，使光电二极管区域高于晶体管器件区域，即降低光电二极管和顶层金属互连线的相对高度，进而有效降低金属遮光的影响。 如图2所示为本专利技术的图像传感器像素的切面示意图。图2中，201为光电二极管区域，202为电荷传输晶体管，203为绝缘介质硅磷玻璃区，204为镶嵌在203中的金属互连线，STI为器件之间的浅槽隔离区，Θ 2为两条边缘光线的夹角。其中，光电二极管201区域表面高于晶体管器件区域，201相对于晶体管器件区域凸起，201以球体型或类球体型方式向外凸起，201的最高点相对于晶体管器件区域的高度至少为0.1um ；201区域不设置金属互连线，金属互连线仅设置在晶体管器件区域。所述晶体管器件区域，至少包含电荷传输晶体管202。本专利技术的图像传感器像素不仅可以用于CCD型图像传感器，也可以用于CMOS图像传感器。 本专利技术的像素结构中，两条边缘光线的夹角Θ 2大于现有技术中的Θ1，因此像素能够接受到更多角度的光线，进而有效提高了像素的感光灵敏度。 本专利技术的图像传感器像素，重要的特征是以球体型或类球体型方式向外凸起的光电二极管201区域，与现有技术的像素平面特征不同。下面详细叙述本专利技术光电二极管的工艺制作方法。 所述凸起型光电二极管201的工艺制作在逻辑器件工艺之前，其方法步骤如下: 首先，提供半导体基体，如图3所示，其中，301本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器像素，包括光电二极管区域、晶体管器件区域，其特征在于，所述光电二极管区域的表面高于所述晶体管器件区域的表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，旷章曲，
申请(专利权)人：北京思比科微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11