[发明专利]CMOS图像传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别涉及CMOS图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器的作用是将光学图像转化为相应的电信号。图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高，噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CCD图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等。

请参考图1，图1为现有技术的CMOS图像传感器的剖面结构示意图，现有技术的图像传感器包括：

基底100；位于所述基底内的多个感光单元101，所述多个感光单元101呈阵列分布；位于所述感光单元101表面的互连层102；位于互连层102内的金属层103；位于所述互连层102表面的第一平坦层104；位于第一平坦层104表面的彩色滤光片105；位于彩色滤光片105表面的第二平坦层106；位于第二平坦层106表面的微透镜107。

在公开号为CN1875486A的中国专利中，对现有图像传感器的结构，以及工作原理有更多的详细说明。但是，现有技术的CMOS图像传感器成像质量较差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种提高图像传感器的成像质量的CMOS图像传感器及其形成方法。

为解决上述问题，本发明提供一种CMOS图像传感器，包括：

具有第一掺杂类型的基底；

位于所述基底内且与所述基底的表面齐平的第一感光区，所述第一感光区具有第二掺杂类型；

位于所述基底表面的绝缘层；

位于所述绝缘层内的开口，所述开口暴露出第一感光区；

位于所述开口内、与所述第一感光区相连的第二感光区，所述第二感光区具有第二掺杂类型。

可选地，所述第二感光区的宽度比第一感光区的宽度小0.2～0.3μm。

可选地，还包括：位于所述基底内、与所述基底齐平且环绕所述第一感光区的掺杂阱，所述掺杂阱具有第一掺杂类型。

可选地，还包括：位于所述开口内、并覆盖所述第二感光区的顶部的隔离层；位于所述绝缘层表面的介质层。

可选地，还包括：位于所述绝缘层内、与所述掺杂阱电连接的至少一个导电插塞；与所述导电插塞电连接的金属层；位于所述介质层内的末端导电插塞，所述末端导电插塞与所述绝缘层内的金属层电连接。

可选地，所述隔离层具有第一掺杂类型，所述隔离层的离子浓度为1E13～5E14/cm²，所述隔离层的厚度为10nm～50nm。

可选地，所述第一感光区和第二感光区的离子浓度为1E13～5E14/cm²。

可选地，所述基底包括半导体衬底、位于所述半导体衬底表面的外延层。

可选地，所述半导体衬底的离子浓度为1E14～1E16/cm²；所述外延层的离子浓度为1E13～5E14/cm²。

可选地，当所述第一掺杂类型为P型时，第二掺杂类型为N型；当所述第一掺杂类型为N型时，第二掺杂类型为P型。

本发明的实施例还提供了一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：

提供具有第一掺杂类型的基底；

形成位于所述基底内且与所述基底的表面齐平的第一感光区，所述第一感光区具有第二掺杂类型；

形成位于所述基底表面的绝缘层；

形成位于所述绝缘层内的开口，所述开口暴露出第一感光区；

形成位于所述开口内、与所述第一感光区相连的第二感光区，所述第二感光区具有第二掺杂类型。

可选地，所述第二感光区的形成工艺为选择性外延生长工艺和原位掺杂。

可选地，所述第二感光区的形成步骤为：在温度为300℃到450℃的腔室内，向所述开口内通入比值为3∶1～1∶1的SiH₂Cl₂和HCl的混合气体，所述混合气体中还掺杂有浓度为1E13～5E14/cm²的N型离子，形成硅薄膜作为第二感光区。