[发明专利]一种背照式宽动态范围CMOS图像传感器的制作方法

说明书

本发明涉及了CMOS图像传感器领域，尤其是涉及了一种背照式款动态范围图像传感器的制作方法。本发明通过在背面制作深槽隔离和P阱注入，减小了器件间像素单元的电光学串扰，增大了器件的满井容量，同时在背面进行离子注入减小背面照光后扩散电子引起的电学串扰。而CMOS像素单元结构采用5T有源像素结构作为单元结构，五管有源像素由于采用全并行曝光模式，像素势阱很快被填满，提高了图像传感器的动态范围。

技术领域

本发明涉及CMOS图像传感器领域，特别是涉及一种减小背照式CMOS图像传感器串扰的制作方法。

背景技术

眼睛是人的视觉图像来源，而人类通过视觉系统获得的信息量约占总获取信息量的80%以上。而图像传感器（Image Sensor）就是视频采集设备的图像接受装置，类似人类的眼睛。图像传感器在如今电子数码产品中屡见不鲜，发挥着重要的作用。CMOS图像传感器可应用于PC终端摄像头、数码相机、手机及平板电脑监控摄像头、工业摄像机、可视门铃、汽车尾视、汽车防盗、机器视觉、安防监控等领域。在纵横交错的信息世界里，图像传感器作为图像信息采集系统的“视网膜”，因其能实现图像信息的实时采集、数字形式多层次呈现，在信息时代发挥着不可替代的作用。

半导体图像传感器包括电荷耦合器件图像传感器（Charge CoupledDevice,CCD）和互补金属氧化物半导体图像传感器（CMOS Image Sensor,CIS）。其中CMOS 图像传感器是指基于 CMOS 工艺制造的图像传感器，是将模拟光信号转化为数字电信号的器件单元。先，外界光源通过光学器件，将图像汇聚到 CMOS图像传感器感光区域像素阵列上。像素阵列将接收到的光信号转化为模拟电信号，并经过放大、去噪送到模数转换器（Analog-to-DigitalConverter, ADC）中数字化。最后，数字化的信号经过图像处理芯片运算得到一幅清晰真实的图像。

背照式（Back-Side illuminated sensor,BSI）CMOS 图像传感器的发展受到了诸多因素的限制，如因像素尺寸缩减而造成的满阱容量的过小、背照式技术下严重的短波串扰等问题。这对小尺寸背照式图像传感器，尤其是像素部分的设计提出了更苛刻的要求。因此，改善小尺寸像素的满阱容量与BSI 像素的电学串扰是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种减小背照式CMOS图像传感器串扰的制作方法。本发明的特点是通过改进传统光电二极管PPD结构来实现满阱容量(FWC)扩展的和正面浅沟槽隔离STI技术、背面沟槽隔离的BTI防串扰的方法。

本发明提供一种减小背照式CMOS图像传感器串扰的制作方法，包括：

提供了一种P型外延片，在P型外延片上制作T4型像素单元结构；

所述的半导体外延层上的每个像素单元内具有一个T5型像素单元结构；

所述的T5型像素单元结构包括光电二极管（PPD）和5个MOS管构成；

所述的四个MOS管分别指传输管 TX、复位管 RST、源极跟随器 SF、行选管SEL和信号开关选择管PR；

所述P型半导体外延层制作浅槽，所述浅槽位于相邻像素单元之间，称为正面浅沟槽隔离STI技术；

所述P半导体衬底制作深沟槽，所述深沟槽位于相邻像素单元感光面之间，称为背面沟槽隔离的BTI；

所述半导体外延层上制作T5型有源像素APS光电二极管；

进一步在半导体像素器件正面淀积绝缘层，在绝缘层内形成接触孔，为多晶硅与金属层提供电学连接；

最后在背面形成感光层，完成背照式像素结构的制作方法。

附图说明

图1为一实施例中的传统T4型有源像素APS结构；