[发明专利]具有嵌入式光电二极管区域的图像传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种CMOS图像传感器，包括：

像素区域，其中形成有多个像素，每个像素至少具有光电二极管、复位晶体管和源极跟随器晶体管；以及

外围电路区域，其中形成有外围电路，所述外围电路处理从所述像素读出的信号，其中

在所述外围电路区域中，在位于衬底表面的第一导电类型第一阱区域中，形成有构成所述外围电路的晶体管的第二导电类型源-漏区域；以及

在所述像素区域中，在比所述第一导电类型第一阱区域浅的第一导电类型第二阱区域中，形成有所述复位晶体管和所述源极跟随器晶体管的第二导电类型源-漏区域，并且形成有第二导电类型第一光电二极管区域和嵌入的第二光电二极管区域，所述第二导电类型第一光电二极管区域从所述衬底表面附近沿深度方向延伸，所述第二光电二极管区域从所述第二导电类型第一光电二极管区域延伸至形成有所述复位晶体管或所述源极跟随器晶体管的源-漏区域的所述第一导电类型第二阱区域下侧。

2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其中

在所述外围电路区域中，形成有隔离所述外围电路晶体管的第一隔离结构，以及

在所述像素区域中，形成有将所述复位晶体管与所述源极跟随器晶体管分开的第二隔离结构，并且所述第二隔离结构比所述第一隔离结构浅，以及

所述第二光电二极管区域形成在所述第二隔离结构之下。

3.根据权利要求1或2所述的CMOS图像传感器，其中

每个像素具有连接至所述光电二极管的转移栅晶体管，

所述转移栅晶体管和所述复位晶体管通过浮置扩散区域相连接，

所述浮置扩散区域连接至所述源极跟随器晶体管的栅极，

在所述衬底表面处且在所述第二导电类型第一光电二极管区域上方形成有第一导电类型遮蔽区域，

所述转移栅晶体管或所述浮置扩散区域的至少一部分设置在第三阱区域中，所述第三阱区域具有比所述第二阱区域低的浓度，以及

在所述浮置扩散区域下方设置有不形成所述第二光电二极管区域的区域。

4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中，所述不形成所述第二光电二极管区域的区域设置在所述转移栅晶体管下方。

5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其中，

在所述外围电路区域中，所述外围电路晶体管具有表面为金属硅化物的硅栅电极，以及

在所述像素区域中，所述第二光电二极管区域上方的晶体管具有表面不是金属硅化物的硅栅电极。

6.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中在所述像素区域中，所述复位晶体管的栅电极和所述转移栅晶体管的栅电极设置在所述第二光电二极管区域外侧且沿一个方向延伸，并且包括表面是金属硅化物的硅电极，而所述第二光电二极管区域上方的晶体管具有表面不是金属硅化物的硅栅电极。

7.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中，在所述转移栅晶体管的栅电极下方，所述第二光电二极管区域不形成在具有的栅极宽度使得所述转移栅晶体管不能正常开启的区域下方。

8.根据权利要求1或2所述的CMOS图像传感器，其中

在每个像素中，所述第二导电类型第一光电二极管区域连接至所述源极跟随器晶体管的栅极，以及

所述第一导电类型第二阱区域不形成在所述第二导电类型第一光电二极管区域中。

9.根据权利要求8所述的CMOS图像传感器，其中

所述第二光电二极管区域的厚度和掺杂浓度使得所述第二光电二极管区域在接收光时发生完全耗尽，以及

所述第二导电类型第一光电二极管区域的面积和掺杂浓度使得在一部分中不发生耗尽。

10.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其中

在所述衬底上形成有金属布线层，并且在所述衬底与所述金属布线层之间具有绝缘膜，

在所述金属布线层中形成有沿指定方向延伸的复位电压线和信号线，以及

所述第二光电二极管区域以及用于所述复位电压线和所述信号线的金属布线设置为不会有效地交叠。