一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法技术

本发明专利技术提供一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，包括：形成光电二极管、浮置扩散区；形成至少一个转移晶体管；于所述光电二极管上方对应沉积p型掺杂多晶硅，做为转移晶体管栅极或栅极的一部分；在所述光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V。本发明专利技术通过采用p型掺杂的转移晶体管栅极，光电二极管电荷积累状态时，仅需要施加一个0V或0V以上的电压，就可以实现钉扎效果，不需要采用大电容以及额外的电路结构，节省面积，降低工艺成本，同时电压信号的稳定性较高。较高。较高。

【技术实现步骤摘要】
一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法


[0001]本专利技术涉及图像传感器
，尤其涉及一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法。

技术介绍

[0002] CMOS图像传感器作为将光信号转化为数字电信号的器件单元，广泛应用于智能手机、平板电脑、汽车、医疗等各类新兴领域。像素阵列作为图像传感器的核心模块，主要由光电二极管、传输晶体管、复位晶体管、源跟随晶体管等组成。其中，传输晶体管位于光电二极管与浮置扩散区之间实现开关功能，浮置扩散区的作用是收集光电二极管转化的电子，并根据其转化增益能力将电子信号转化为相应的电压信号。
[0003]现有技术中，转移晶体管采用n型掺杂的多晶硅栅极，光电二极管电荷积累状态时，需施加一个负电压，以实现转移晶体管的关断以及光电二极管上表面的钉扎。在模拟电路中，负压信号需要通过“电荷泵”来实现，该结构存在以下两个问题：“电荷泵”产生的负压信号稳定性较差，同时该信号与浮置扩散区的信号存在耦合效应，因此该结构会导致较大的输出信号噪声；“电荷泵”需要通过大电容以及额外的电路结构实现，因此需要占用较大的面积，增加工艺成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，用于降低工艺成本，提高CMOS图像传感器性能。
[0005]基于以上考虑，本专利技术提供一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，包括：形成光电二极管、浮置扩散区、至少一个转移晶体管；所述光电二极管上方对应沉积有p型掺杂多晶硅，做为转移晶体管栅极或栅极的一部分；在所述光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V。
[0006]可选地，所述转移晶体管栅极还包括靠近所述浮置扩散区一侧的n型掺杂多晶硅，沿从转移晶体管的源极至漏极的方向所述转移晶体管栅极的电势呈梯度分布，以实现增强的电荷传输的性能。
[0007]可选地，在光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V，以减小栅诱导漏极泄露电流效应。
[0008]可选地，通过设置于所述转移晶体管栅极表面的金属硅化物，实现p型掺杂多晶硅与n型掺杂多晶硅的电性连接。
[0009]可选地，通过分别设置于p型掺杂多晶硅与n型掺杂多晶硅的接触孔形成金属互联，实现p型掺杂多晶硅与n型掺杂多晶硅的电性连接。
[0010]可选地，其特征在于，p型掺杂多晶硅完全覆盖所述光电二极管的载流子收集区，实现对光电二极管上表面的钉扎作用。
[0011]可选地，沿从转移晶体管的源极至漏极的方向所述转移晶体管栅极包括: p型重掺杂多晶硅，p型轻掺杂多晶硅、n型轻掺杂多晶硅、n型重掺杂多晶硅。
[0012]本专利技术的CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，具有以下有益效果：1）采用p型掺杂的转移晶体管栅极，在光电二极管电荷积累状态时，于转移晶体管栅极仅需要施加一个0V或0V以上的电压，就可以实现钉扎效果，不需要采用大电容以及额外的电路结构，节省面积，降低工艺成本，同时电压信号的稳定性较高；2）在靠近浮置扩散区的一侧设置n型掺杂区，靠近光电二极管一侧设置p型掺杂区，在光电二极管电荷读取状态下，能够形成电势梯度，有利于电子的传输；3）在靠近浮置扩散区的一侧设置n型掺杂区，靠近光电二极管一侧设置p型掺杂区，在光电二极管电荷积累状态下，转移晶体管栅极与浮置扩散区的电压差降低，有利于减小栅诱导漏极泄露电流效应，减少暗电流或白点的产生；4）p型掺杂区全部覆盖光电二极管的上表面，可以替代光电二极管上表面的p型钉扎区，降低工艺成本。
附图说明
[0013]通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0014]图1显示为实施例一提供的CMOS图像传感器转移晶体管的结构示意图；图2显示为实施例二提供的CMOS图像传感器转移晶体管的结构示意图。
[0015]图3显示为实施例三提供的CMOS图像传感器转移晶体管的结构示意图。
[0016]在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置（模块）或步骤。
具体实施方式
[0017]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0018]其次，本专利技术利用示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。
[0019]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，以下结合附图对本专利技术的CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法进行详细描述。
[0020]本专利技术提供一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，包括：形成光电二极管、浮置扩散区；形成至少一个转移晶体管；于所述光电二极管上方对应沉积p型掺杂多晶硅，做为转移晶体管栅极或栅极的一部分；在所述光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V。
[0021]通过采用p型掺杂的转移晶体管栅极，在光电二极管电荷积累状态时，仅需要施加一个0V或0V以上的电压，就可以实现钉扎效果，不需要采用大电容以及额外的电路结构，节
省面积，降低工艺成本，同时电压信号的稳定性较高。
[0022] 以下通过具体实施例及附加进行详细说明。
[0023]实施例一参照图1，本实施例提供一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，包括：提供一衬底11，于衬底11内形成光电二极管12、浮置扩散区13及形成至少一个转移晶体管；在光电二极管12上方对应沉积p型掺杂多晶硅14，作为转移晶体管栅极，在光电二极管电荷积累状态时，转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V。
[0024]采用p型掺杂的转移晶体管栅极转移晶体管栅极，光电二极管电荷积累状态时，仅需要施加一个0V或0V以上的电压，就可以实现钉扎效果，不需要采用大电容以及额外的电路结构，节省面积，降低工艺成本，同时电压信号的稳定性较高。
[0025]衬底11为p型半导体基底，半导体基底的材质可以为硅、锗、砷化镓等通用的半导体基底材质。在衬底11内设有光电二极管12。光电二极管接收从图像传感器底部摄入的光线，并产生光生载流子。光电二极管的载流子收集区作为转移晶体管的源极。在衬底11内形成具有N型掺杂的浮置扩散区13，浮置扩散区13作为转移晶体管的漏极。转移晶体管栅极还设有绝缘侧壁15。
[0026]在本实施例中，光电二极管12上部还具有p型钉扎区16，用于抑制衬底表面的缺陷导致的暗电流，以实现对光电二极管的钉扎作用。当然，p型钉扎区可以根据需要进行设置，也可以不设置p型钉扎区。
[0027]本实施例提供的CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，以p型掺杂多晶硅作为转移晶体管栅极，并在光电二极管电荷积累状态时，仅需要施加一个0V或0V以上的电压，就可实现钉扎效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，其特征在于，包括：形成光电二极管、浮置扩散区、至少一个转移晶体管；所述光电二极管上方对应沉积p型掺杂多晶硅，做为转移晶体管栅极或栅极的一部分；在所述光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，其特征在于，所述转移晶体管栅极还包括靠近所述浮置扩散区一侧的n型掺杂多晶硅，沿从转移晶体管的源极至漏极的方向所述转移晶体管栅极的电势呈梯度分布，以实现增强的电荷传输的性能。3.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器转移晶体管的形成方法，其特征在于，在光电二极管电荷积累状态时，所述转移晶体管栅极上施加的电压大于等于0V，以减小栅诱导漏极泄露电流效应。4.根据权利要求2所述的CMOS图...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，李玮，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：