[发明专利]图像传感器及形成图像传感器的方法

说明书

本公开涉及一种图像传感器，包括像素单元，所述像素单元包括：第一半导体材料层，在其中形成有光电二极管；位于所述第一半导体材料层之下的第二半导体材料层，在其中形成有用于所述光电二极管的浮置扩散区；位于所述第二半导体材料层之下的第三半导体材料层，在其中形成有用于所述像素单元的晶体管的有源区；第一电介质材料层，位于所述第一半导体材料层和所述第二半导体材料层之间；以及第二电介质材料层，位于所述第二半导体材料层和所述第三半导体材料层之间。本公开涉及形成图像传感器的方法。本公开既能防止浮置扩散区漏电，又能不减少光电二极管的面积。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体来说，涉及一种图像传感器及形成图像传感器的方法。

背景技术

图像传感器用于将入射光转化为电信号。图像传感器包括光电二极管的阵列，入射光的光子到达光电二极管之后被吸收并产生载流子，从而产生电信号。通常采用传输晶体管(transfer transistor)来传输光电二极管中产生的载流子。传输晶体管包括浮置扩散(floating diffusion)区，而浮置扩散区的漏电问题是影响图像传感器性能的原因之一。针对浮置扩散区的漏电问题，申请号为CN201210143435.2的专利申请提出了一种方法，即在浮置扩散区的外围通过离子注入形成防漏电区。

发明内容

本公开的目的之一是提供一种新的图像传感器及形成图像传感器的方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，包括像素单元，所述像素单元包括：第一半导体材料层，在其中形成有光电二极管；位于所述第一半导体材料层之下的第二半导体材料层，在其中形成有用于所述光电二极管的浮置扩散区；位于所述第二半导体材料层之下的第三半导体材料层，在其中形成有用于所述像素单元的晶体管的有源区；第一电介质材料层，位于所述第一半导体材料层和所述第二半导体材料层之间；以及第二电介质材料层，位于所述第二半导体材料层和所述第三半导体材料层之间。

根据本公开的第二方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：在第一半导体材料层中形成光电二极管；在所述第一半导体材料层之下形成第一间隔层；在所述第一间隔层之下形成第二半导体材料层以及位于所述第二半导体材料层中的用于所述光电二极管的浮置扩散区；在所述第二半导体材料层之下形成第二间隔层；在所述第二间隔层之下形成第三半导体材料层以及位于所述第三半导体材料层中的用于所述光电二极管的晶体管的有源区，其中，所述第一间隔层的材料不同于所述第一和第二半导体材料层的材料，所述第二间隔层的材料不同于所述第二和第三半导体材料层的材料；以及将所述第一间隔层和所述第二间隔层分别替换为第一电介质材料层和第二电介质材料层。

根据本公开的第三方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：在第一半导体材料层中形成光电二极管；在所述第一半导体材料层之下形成第一电介质材料层；在所述第一电介质材料层之下形成第二半导体材料层以及位于所述第二半导体材料层中的用于所述光电二极管的浮置扩散区；在所述第二半导体材料层之下形成第二电介质材料层；以及在所述第二电介质材料层之下形成第三半导体材料层以及位于所述第三半导体材料层中的用于所述光电二极管的晶体管的有源区。

根据本公开的第四方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：在第一半导体材料层中形成光电二极管；在所述第一半导体材料层之下形成间隔层，所述间隔层包括不同于所述第一半导体材料层的半导体材料；在所述间隔层之下通过外延生长处理形成第二半导体材料层以及位于所述第二半导体材料层中的用于所述光电二极管的浮置扩散区；在所述第二半导体材料层之下形成第一电介质材料层；在所述第一电介质材料层之下形成第三半导体材料层以及位于所述第三半导体材料层中的用于所述光电二极管的晶体管的有源区；以及将所述间隔层替换为第二电介质材料层。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。