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CN108336105B - 一种图像传感器及其器件邻近结构 - Google Patents

一种图像传感器及其器件邻近结构 Download PDF

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CN108336105B CN201810302072.XA CN201810302072A CN108336105B CN 108336105 B CN108336105 B CN 108336105B CN 201810302072 A CN201810302072 A CN 201810302072A CN 108336105 B CN108336105 B CN 108336105B
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CN
China
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oxide layer
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imaging sensor
device proximity
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孙鹏
王喜龙
胡胜
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Wuhan Xinxin Integrated Circuit Co ltd
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Wuhan Xinxin Semiconductor Manufacturing Co Ltd
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
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    • H10F39/805—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其器件邻近结构，包括：衬底，衬底中制备有像素器件，像素器件中包括至少一个白光光电二极管；第一氧化层，覆盖衬底的上表面；氧化铝层，覆盖第一氧化层的上表面；所形成的器件邻近结构具有较高的电荷钝化性能，从而使得形成的像素器件电性能力更强。

Description

一种图像传感器及其器件邻近结构
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其器件邻近结构。
背景技术
图像传感器，或称感光元件，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。对于CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor互补金属氧化物半导体，简称CMOS)像素器件的图像传感器，一般会在晶圆中制备光电二极管阵列，并且该光电二极管阵列中包括多种光色的光电二极管，例如白光光电二极管。
一般的光电二极管区域在器件的邻近结构处，自由状态电荷束缚能力较弱，容易导致CMOS器件中白光光电二极管的性能较差。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种图像传感器的器件邻近结构，其中，包括：
衬底，所述衬底中制备有像素器件，所述像素器件中包括至少一个白光光电二极管；
第一氧化层，覆盖所述衬底的上表面；
氧化铝层，覆盖所述第一氧化层的上表面。
上述的器件邻近结构，其中，还包括：
第二氧化层，覆盖所述氧化铝层的上表面。
上述的器件邻近结构，其中，所述第二氧化层为二氧化硅。
上述的器件邻近结构，其中，所述第一氧化层为二氧化硅。
上述的器件邻近结构，其中，所述衬底为硅。
上述的器件邻近结构，其中，所述衬底中形成有围绕于所述白光光电二极管周围的耗尽层。
一种图像传感器，其中，应用如上任一所述的器件邻近结构。
上述的图像传感器，其中，所述图像传感器为前照式图像传感器。
上述的图像传感器，其中，所述图像传感器为背照式图像传感器。
有益效果：本发明提出的一种图像传感器及其器件邻近结构，具有较高的电荷钝化性能，从而使得形成的像素器件电性能力更强。
附图说明
图1为本发明一实施例中图像传感器的器件邻近结构的结构原理图；
图2为本发明一实施例中图像传感器的器件邻近结构与传统邻近结构的效果对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一
在一个较佳的实施例中，如图1所示，提出了一种图像传感器的器件邻近结构，其中，可以包括：
衬底10，衬底10中制备有像素器件，像素器件中包括至少一个白光光电二极管；
第一氧化层20，覆盖衬底10的上表面；
氧化铝层30，覆盖第一氧化层20的上表面。
上述技术方案中，由于采用了氧化铝层30替代了传统的高介电质层，在界面处起钝化作用，所形成的器件邻近结构具有更高的电荷钝化性能，倘若衬底10中光电二极管周围形成有耗尽层，则该耗尽层的范围能够得到拓宽，从而保证了光电二极管的性能，尤其是白光二极管的性能；如图2所示的是采用氧化铝层30(左侧)和采用传统的高介电质层的对比图，图中对比左右两部分可知，左侧所示的本发明产生的白色噪点明显少于右侧传统技术产生的白色噪点。
在一个较佳的实施例中，还可以包括：
第二氧化层，覆盖氧化铝层30的上表面，作为将氧化铝层30进行隔离的隔离层。
上述实施例中，优选地，第二氧化层可以为二氧化硅，但这只是一种优选的情况，在其他情况下还可以选择其他材质制备该第二氧化层。
在一个较佳的实施例中，第一氧化层20可以为二氧化硅，但这只是一种优选的情况，在其他情况下还可以选择其他材质制备该第一氧化层20。
在一个较佳的实施例中，衬底10可以为硅，但这只是一种优选的情况，在其他情况下还可以选择其他材质制备该第一氧化层20。
在一个较佳的实施例中，衬底10中形成有围绕于白光光电二极管周围的耗尽层，该耗尽层可以是通过离子注入工艺形成的。
实施例二
在一个较佳的实施例中，还提出了一种图像传感器，其中，可以应用如上任一的器件邻近结构。
在一个较佳的实施例中，图像传感器可以为前照式图像传感器。
在一个较佳的实施例中，图像传感器可以为背照式图像传感器。
综上所述，本发明提出的一种图像传感器及其器件邻近结构，包括：衬底，衬底中制备有像素器件，像素器件中包括至少一个白光光电二极管；第一氧化层，覆盖衬底的上表面；氧化铝层，覆盖第一氧化层的上表面；具有较高的电荷钝化性能，从而使得形成的像素器件电性能力更强。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (8)

1.一种图像传感器的器件邻近结构，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底中制备有像素器件，所述像素器件中包括至少一个白光光电二极管；
第一氧化层，覆盖所述衬底的上表面；
氧化铝层，覆盖所述第一氧化层的上表面；
其中，所述衬底中形成有围绕于所述白光光电二极管周围的耗尽层，所述氧化铝层使所述耗尽层拓宽。
2.根据权利要求1所述的器件邻近结构，其特征在于，还包括：
第二氧化层，覆盖所述氧化铝层的上表面。
3.根据权利要求2所述的器件邻近结构，其特征在于，所述第二氧化层为二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的器件邻近结构，其特征在于，所述第一氧化层为二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的器件邻近结构，其特征在于，所述衬底为硅。
6.一种图像传感器，其特征在于，应用如权利要求1～5中任一所述的器件邻近结构。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器为前照式图像传感器。
8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器为背照式图像传感器。
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