[实用新型]用于改善接地性能的CMOS图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种用于改善接地性能的CMOS图像传感器。 

背景技术

随着电子科技的发展，图像传感器已经无处不在，它们被广泛应用于数字照相机、便携式电话、医疗器械、汽车等领域。图像传感器的制造技术也在快速发展，而其性能的提高已成为图像传感器技术发展的关键，互补型金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）图像传感器是图像传感器中的重要一类。 

CMOS图像传感器，在光电二极管N型区上方通常设有隔离层，一般为一称为PIN层的浓P型薄层，用于克服表面缺陷、表面态等对其性能的影响。光照时，PIN层以及其它光电二极管N型区周围的外延层P型区由于光生伏特效应都会积累正电荷，导致P区电位上升，因此CMOS图像传感器芯片的PIN层结构、P阱以及与其相连的外延层P型区通常都需要接地，用以释放由于光照等原因产生电荷积累，保持零电位。 

如图1所示为目前一般CMOS图像传感器芯片器件结构示意图，在硅片上会定义若干个用于制造器件的区域，这些区域采用浅沟槽（STI Shallow Trench Isolation）相互隔离。这些区域按功能分为：制作光电二极管的区域（PD Photodiode）和用于制作其它功能晶体管的区域ET；图2所示为图1沿A-A方向截面示意图。如图1所示，各器件所在上层硅单元通过浅沟槽（STI）隔离。如图2所示，器件层下方的各P型外延层相互连通。然后如图3所示，整个芯片统一制作接地点，使P型外延层接地。另外，也可以通过在每个上层硅单元独立制作金属接触，然后通过金属线连接，金属线的另一端接地，以实现将结构接地。但是制作金属接触会增加制作工艺与成本。 

根据图2，一般接地工艺中，由于下方P型区之间的P区浓度不大，且由于工艺精度的限制，该P区P的浓度分布可能不均匀，导致PIN层与地的接触不是很好，光照时产生的电荷不能被及时释放掉，PIN层电位上升，进而引起下次进行光信号采集时，生成的图像亮度变暗，明暗不均等现象，导致图像传感器性能变差。 

综上所述，提供一种能够更有效实现隔离层与外延层等电位的结构，从而更有效地改善CMOS图像传感器接地性能，成为本领域技术人员亟待解决的问题。 

公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。 

实用新型内容

为解决上述现有技术的问题，本实用新型的目的在于提供一种制作工艺简单有效地改善接地性能的CMOS图像传感器。 

本实用新型提供一种用于改善接地性能的CMOS图像传感器，包括：半导体外延层，其具有上表面；第二导电类型半导体区，其设置于所述半导体外延层的上表面下方的预设深度内，所述第二导电类型半导体区与其周围的第一导电类型半导体区构成光电二极管；第一导电类型半导体阱，其设置于所述半导体外延层上表面下方的预设深度内；栅极，其位于所述第一导电类型半导体阱的上方；隔离区，其设置于所述第二导电类型区的周围；隔离层，其设置于所述半导体外延层的上表面下方的预设深度内，并且位于所述第二导电类型半导体区上方，其特征在于，所述隔离层为第一导电类型半导体层，并且所述隔离层与所述第一导电类型半导体阱在所述栅极下方连成一体，实现电性连接，从而使所述隔离层、第一导电类型半导体阱以及所述半导体外延层保持等电位。 

优选地，所述半导体外延层上层区域设置多个所述第二导电类型半导体区，其中至少两个所述第二导电类型半导体区上方的隔离层相互电性连接。 

优选地，所述隔离区包括浅沟槽与第一导电类型半导体区。 

优选地，所述第二导电类型区为N型半导体区，所述隔离层为重掺杂的P型半导体层，所述第一导电类型半导体阱为重掺杂的P型半导体阱。 

优选地，所述栅极为多晶硅。 

本实用新型的有益效果在于：通过隔离层与栅极下方的半导体阱电性连接更有效地改善CMOS图像传感器接地性能，并且相对于现有技术中通过在每个上层硅单元独立制作金属接触，本实用新型不需要另外制作金属接触等电性接触而是通过所述隔离层与所述第一导电类型半导体阱直接电性连接实现良好的隔离层接地，能够简化传感器的制作工艺。 

附图说明

图1为现有技术俯视图。 

图2为现有技术A-A方向剖面图。 

图3为现有技术接地的剖面示意图，示出了现有技术的接地情况。