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专利号: 2019104328963
申请人: 德淮半导体有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种背照式CMOS图像传感器,包括:

N个光电二极管;

一个传送开关,所述传送开关包括一个栅极以及所述栅极下方的N个彼此电隔离的沟道区;以及N个浮空节点,其中所述N个光电二极管中的每一个通过所述传送开关的对应的一个沟道区连接到所述N个浮空节点中的对应的一个。

2.如权利要求1所述的背照式CMOS图像传感器,其特征在于,还包括N个信号传送电路,每个信号传送电路连接到所述N个浮空节点中的对应的一个,每个信号传送电路包括:复位管,所述复位管的源级连接到浮空节点的一端,所述复位管漏极连接到电源;

源跟随器,所述源跟随器的栅极连接到复位管的源级,所述源跟随器漏极连接到电源;

选择管,所述选择管的漏极连接到源跟随器的源极,所述选择管的源极为输出端,其中传送开关、复位管、选择管的栅极连接到外部控制电路。

3.如权利要求2所述的背照式CMOS图像传感器,其特征在于,在进行信号处理时,所述传送开关导通,每个光电二极管的电荷通过对应的浮空节点转移,在输出端输出信号。

4.如权利要求1所述的背照式CMOS图像传感器,其特征在于,还包括形成在晶片正面上的倒棱台凹槽,所述倒棱台顶部与晶片正面齐平,所述倒棱台的顶部面积大于底部的面积,所述倒棱台具有N个从倒棱台顶部延伸到底部的倾斜侧面,每个倾斜侧面通过隔离沟槽进行隔离,所述传送开关的栅极形成在倒棱台凹槽中,所述传送开关的N个彼此电隔离的沟道区形成在所述倒棱台的N个倾斜侧面上。

5.如权利要求4所述的背照式CMOS图像传感器,其特征在于,每个光电二极管包括钳位光电二极管PPD、N型光电二极管NPD和下方的N型掺杂区,浮空节点和N型光电二极管分别形成在倒棱台的倾斜侧面的上端和下端,钳位光电二极管形成在晶片的正面表面区域并与浮空节点相邻,传送开关的沟道区设置在浮空节点和N型光电二极管之间。

6.一种背照式CMOS图像传感器阵列,包括:

按照矩阵方式排列的多个像素单元,每个像素单元包括:4个光电二极管;一个传送开关,所述传送开关包括一个栅极以及所述栅极下方的4个彼此电隔离的沟道区;以及4个浮空节点,其中所述4个光电二极管中的每一个通过所述传送开关的对应的一个沟道区连接到所述4个浮空节点中的对应的一个;

每个像素单元周围设置有4个信号传送电路,每个信号传送电路连接到所述4个浮空节点中的对应的一个,每个信号传送电路包括:复位管,所述复位管的源级连接到浮空节点的一端,所述复位管漏极连接到电源;源跟随器,所述源跟随器的栅极连接到复位管的源级,所述源跟随器漏极连接到电源;选择管,所述选择管的漏极连接到源跟随器的源极,所述选择管的源极为输出端,其中传送开关、复位管、选择管的栅极连接到外部控制电路。

7.如权利要求6所述的背照式CMOS图像传感器阵列,其特征在于,相邻像素单元共用信号传送电路。

8.如权利要求6所述的背照式CMOS图像传感器阵列,其特征在于,在进行信号处理时,第一像素单元的传送开关导通,第一像素单元的每个光电二极管的电荷通过对应的浮空节点转移,在输出端输出信号,然后依次控制水平和竖直方向上的像素单元的传送开关,得到完整的图像信号。

9.一种背照式CMOS图像传感器的制造方法,包括:

在晶片上生长介电层,并植入光电二极管PD区以及光电二极管隔离PDI区域;

生长掩膜层;

涂覆光阻,通过光刻工艺使光阻图形化,先对掩膜层进行刻蚀,然后通过湿蚀刻的方式进行各向异性刻蚀,在晶片正面上形成倒棱台凹槽;

在晶片表面生长牺牲层,进行P-阱区植入;

进行NPD区植入;

进行FD区植入;

进行PPD区植入;

生长厚二氧化硅层作为多晶硅刻蚀阻挡层;

涂覆光阻,通过光刻工艺使光阻图形化,暴露栅极沟道区域;

去除栅极沟道区域的氧化层;

去除光阻,表面清洗并生长栅氧化层;

生长未掺杂的多晶硅层,然后采用离子植入的方式进行表面掺杂;

涂覆光阻PR,通过光刻工艺使光阻图形化,仅保留栅极多晶硅区域的光阻;

进行栅极多晶硅刻蚀,然后去除残余光阻;

形成介质层;

进行金属连接孔刻蚀以及孔填充工艺,在浮空节点和传送开关的栅极处形成外接金属互连。

10.如权利要求9所述的背照式CMOS图像传感器的制造方法,其特征在于,FD区和NPD区形成在倒棱台的倾斜侧面的上端和下端。