[发明专利]CMOS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，其特征在于，CMOS图像传感器的像素区中包括多个像素单元，各所述像素单元中包括一个光电二极管；

在所述光电二极管的形成区域中的半导体衬底上形成有深孔，所述半导体衬底为P型掺杂；

在所述深孔的内侧表面形成有第一P型外延层，在形成有所述第一P型外延层的所述深孔中填充有第二N型外延层；

所述光电二极管的N型区由所述第二N型外延层组成，所述光电二极管的P型区由所述N型区底部的所述第一P型外延层和所述半导体衬底组成；

所述深孔的根据所述光电二极管的反偏时的耗尽区的深度要求值设置以实现对所述光电二极管进行纵向尺寸拓展；

所述第一P型外延层和所述光电二极管的N型区侧面接触以降低所述光电二极管的侧面暗电流。

2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述第二N型外延层为N型硅外延层，所述第一P型外延层为P型硅外延层。

3.如权利要求1或2所述的CMOS图像传感器，其特征在于：所述深孔的关键尺寸为0.5微米～2.0微米，深度为1微米～5微米。

4.如权利要求1或2所述的CMOS图像传感器，其特征在于：所述第二N型外延层的掺杂杂质包括磷或砷。

5.如权利要求3所述的CMOS图像传感器，其特征在于：所述第一P型外延层的厚度为0.1微米～0.5微米，掺杂杂质包括硼。

6.如权利要求3所述的CMOS图像传感器，其特征在于：在俯视面上，所述深孔的形状包括方形。

7.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于：所述像素单元还包括CMOS像素读取电路，所述CMOS像素读取电路用于对所述光电二极管的光生电子进行读取。

8.一种CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于，CMOS图像传感器的像素区中包括多个像素单元，各所述像素单元中包括一个光电二极管；包括如下步骤：

步骤一、对P型掺杂的半导体衬底进行刻蚀在所述光电二极管的形成区域中形成深孔；

所述深孔的根据所述光电二极管的反偏时的耗尽区的深度要求值设置以实现对所述光电二极管进行纵向尺寸拓展；

步骤二、形成第一P型外延层，所述第一P型外延层形成于所述深孔的侧面和底部表面；

步骤三、形成第二N型外延层将所述深孔完全填充；

所述光电二极管的N型区由所述第二N型外延层组成，所述光电二极管的P型区由所述N型区底部的所述第一P型外延层和所述半导体衬底组成；

所述第一P型外延层和所述光电二极管的N型区侧面接触以降低所述光电二极管的侧面暗电流。

9.如权利要求8所述的CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底，所述第二N型外延层为N型硅外延层，所述第一P型外延层为P型硅外延层。

10.如权利要求8或9所述的CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于：所述深孔的关键尺寸为0.5微米～2.0微米，深度为1微米～5微米。

11.如权利要求8或9所述的CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于：所述第二N型外延层的掺杂杂质包括磷或砷。

12.如权利要求10所述的CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于：所述第一P型外延层的厚度为0.1微米～0.5微米，掺杂杂质包括硼。

13.如权利要求10所述的CMOS图像传感器的制造方法，其特征在于：在俯视面上，所述深孔的形状包括方形。