专利名称：具有经扩展耗尽深度的光电检测器的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及图像传感器领域，且更明确地说，涉及包括具有经扩展耗尽 深度的光电检测器结构的图像传感器。
背景技术：
随着对给定光学格式内的较高分辨率持续增加且像素大小持续降低的需求，维持 图像传感器的一些关键性能方面变得愈加困难。明确地说，随着像素大小变得越来越小，像 素的量子效率降级且像素之间的串扰增加。一种减小像素对像素串扰的方法将垂直溢流漏 极(VOD)结构与建造于阱中的像素组合。此技术描述于S.井上等人的标题为“A 3. 25M-像 素 APS-C 大小 CMOS 图像传感器(A 3. 25M_pixel APS-C Size CMOSImage Sensor) ”的论文 中，其发表于Eisoseiho Media Gakkai Gijutsu Hokoku(技术报告，图像信息媒体协会) Eiseigakugiko，卷 25，编号 28、页 37-41，2001 年三月，ISSN1342-6893)。另一种减小串扰 的方法使用建造于η-阱中的基于空穴的检测器，其中所述η-阱驻存于P-衬底上。此技术 描述于美国专利公开案2007/0108371Α1中。虽然这些现有技术方法减小像素对像素串扰， 但为以较长波长传播光而牺牲量子效率。增加光电检测器的耗尽深度可改善量子效率且减小串扰，这是因为增加了装置的 收集效率。一种增加耗尽深度的方法的最近实例揭示于美国专利公开案2007/0069260Α1 中。在光电二极管中添加一系列额外植入物以形成更深地扩展到硅中的轻度掺杂的尾部。 遗憾地，此技术给制造工艺添加额外处理步骤。此方法的另一问题是必须使这些高能量植 入物对准。由于所述较高能量植入物的突出范围相当大，因此这些植入物可渗透到传送门， 且因此不再自对准到传送门边缘。因此，如果这些植入物的对准不能保持得极紧密，那么所 述植入物可渗透到传送门且增加图像滞后。为避免滞后问题，一种方法减小光电二极管的 表面植入物成分的剂量，但此可引起电荷容量的损失。因此，此项技术内存在在不给制作工艺添加额外处理步骤的情况下且在不影响图 像传感器的其它性能特性的情况下提供改善量子效率且减小像素对像素串扰的像素结构 的需要。
发明内容
一种像素结构包括具有多个像素的成像区域。所述成像区域中的每一像素包括第 一导电率类型的衬底层。术语“衬底层”包括其上形成有外延层的衬底和无外延层的体晶 片衬底。横跨所述成像区域的掩埋层和阱形成于所述衬底层的若干个部分中且每一者掺 杂有第二导电率类型的掺杂剂。光电检测器的收集区邻近于所述阱而横向形成且掺杂有第 一导电率类型的掺杂剂。最后，任选钉扎层形成于所述收集区的一部分中且掺杂有第二导 电率类型的掺杂剂。如果所述像素结构中包括钉扎层，那么所述收集区和钉扎层形成钉扎 式光电检测器。
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所述收集区和所述掩埋层两者形成于所述衬底层中，使得所述衬底层的未掺杂区 驻存于所述收集区与所述掩埋层之间。所述区称为“未掺杂”是因为所述未掺杂区的掺杂与 所述衬底层的掺杂大致相同。此未掺杂区有效地产生所述光电检测器的收集区的“扩展”。 此扩展产生光电检测器的较深耗尽深度和较深结深度。依据对优选实施例的以下详细描述和所附权利要求书的审阅并参考附图将更清 楚地理解和了解本发明的这些和其它方面、目标、特征和优点。本发明的有利效应本发明具有扩展光电检测器的耗尽深度的优点，此改善所述光电检测器的收集效 率。本发明还减小邻近像素之间的像素对像素串扰，同时维持图像传感器的其它性能特性。 且最后，本发明不给图像传感器的制作工艺添加额外步骤。
图1是根据现有技术的通常在CMOS图像传感器中使用的像素的俯视图；图2是沿图1中的线A-A'的描绘现有技术像素结构的横截面示意图；图3是图2中所示的收集区206的示范性结和耗尽边缘的图形视图；图4是沿图2中的线B-B'截取的光电检测器100的示范性一维电位分布；图5是沿图1中的线A-A'的图解说明根据本发明的实施例中的第一像素结构的 横截面示意图；图6是沿图1中的线A-A'的描绘根据本发明的实施例中的第二像素结构的横截 面图；图7图解说明沿图5中的线C-C和沿图6中的线D-D'截取的光电检测器512的 示范性一维掺杂分布；图8是沿图5中的线C-C和沿图6中的线D-D'截取的光电检测器512的示范性 一维电位分布；图9是显示图5中的收集区514的结和耗尽边界的示范性二维横截面图；图10是根据本发明的实施例中的图像传感器的俯视图的框图；图Il(A)到Il(E)是像素的一部分的横截面图，所述横截面图用于图解说明根据 本发明的实施例中的制作掩埋层508、阱510和光电检测器512的方法；以及图12是根据本发明的实施例中的可与图像传感器一起使用的成像系统的框图， 所述图像传感器并入有其光电检测器具有经扩展耗尽深度的像素结构。
具体实施例方式在整个说明书和权利要求书中，除上下文另有明确规定外，以下术语取与本文明 确相关联的含义。“一 (a)”、“an( —)”和“所述(the)”的含义包括复数参考，且“在…… 中(in)”的含义包括“在……中(in)”和“在……上(on)”。术语“连接的”意指所连接物 项之间的直接电连接，或通过一个或一个以上无源或有源中间装置的间接连接。术语“电 路(circuit)”意指连接在一起以提供所要功能的有源或无源的单个组件或多个组件。术 语“信号(signal)”意指至少一个电流、电压或数据信号。参考图式，在所有视图中相同编 号指示相同部件。
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现在参考图1，其显示根据现有技术的通常在CMOS图像传感器中使用的像素的俯 视图。虽然仅显示一个像素，但所属领域的技术人员将认识到图像传感器包括通常布置成 行和列的若干个像素。举例来说，图像传感器可具有数百万个像素。像素102包括光电检测器100，其响应于照射到光电检测器100上的光产生并存储 电荷。传送门104用于将光电检测器100中的集成电荷传送到电荷/电压转换器106。转 换器106将所述电荷转换成电压信号。源极跟随器晶体管108缓冲存储于电荷/电压转换 器106中的电压信号。行选择晶体管110将输出(V。ut)选择性地连接到列总线(未显示)。 复位晶体管112用于在像素读出之前将转换器106复位到已知电位。且电源电压(VSS) 114 用于将电力供应到源极跟随器晶体管108且在复位操作期间从转换器106排出信号电荷。图2是沿图1中的线A-A'的横截面示意图。图2中所示的像素结构揭示于美国 专利公开案2007/0108371中。像素200包括结合图1描述的传送门104、电荷/电压转换 器106、源极跟随器晶体管108和复位门112。光电检测器202被实施为钉扎式光电二极管， 其由形成于η-阱208中的η+钉扎层204和ρ-型收集区206构成。阱208形成于ρ-外延 层210内且扩展到硅的顶表面。图3是图2中所示的收集区206的示范性结和耗尽边缘的图形视图。为简化起见， 图3并未显示用于像素200中的其它组件的结和耗尽区。线300描绘阱208与外延层210 之间的结(参见图2)。结302表示收集区206与阱208之间的结(参见图2)，而边界304 界定光电检测器202的耗尽区306。在图3中所示的实施例中，结302在阱208内具有大约 0. 4微米的深度，而耗尽区304具有大约1. 1微米的深度。图4是沿图2中的线B-B'截取的光电检测器202的示范性一维电位分布。耗尽 深度界定光电检测器的收集边界且沉陷深度为电荷载体通过其排放到衬底中的深度。光电 检测器202具有大约1. 1微米的耗尽深度400和大约2. 2微米的沉陷深度402。现在参考图5，其显示沿图1中的线A-A'的图解说明根据本发明的实施例中的第 一像素结构的横截面示意图。像素500包括结合图1描述的传送门104、电荷/电压转换 器106、源极跟随器晶体管108和复位门112。在根据本发明的实施例中，像素500实施为 PMOS有源像素传感器(APS)像素且电荷/电压转换器106实施为浮动扩散部。APS像素具 有形成于所述像素本身内的一个或一个以上电子组件。举例来说，于图5中，源极跟随器晶 体管108形成于像素500内。本文中，术语“衬底层”经界定以包括其上形成有一个或一个以上外延层的衬底以 及其上未形成有任何外延层的体衬底两者。在图5中所示的实施例中，衬底层502包括ρ++ 衬底504和ρ-外延层506。掩埋η-层508形成于ρ-外延层506的一部分内。η-阱510形 成于P-外延层506的一部分内且邻近于光电检测器512而横向安置。光电检测器512实 施为钉扎式光电二极管，其由形成于P-外延层508内的η+钉扎层204和ρ-型收集区514 构成。P-外延层506的未掺杂区506'定位于收集区514与掩埋η-层508之间。区506’ 称为“未掺杂的”是因为所述区未掺杂有用于形成掩埋层508、阱510和收集区514的掺杂 剂中的任何掺杂剂。未掺杂区506'的掺杂与外延层506大致相同。未掺杂区506'有效 地产生光电检测器512中的ρ-型收集区514的“扩展”。此产生光电检测器512的较深耗 尽深度和较深结深度。图6是沿图1中的线A-A'的描绘根据本发明的实施例中的第二像素结构的横截面图。除阱602之外，像素600与图5中的像素500相同。阱604形成于ρ-外延层506的 若干个部分内，使得在其最深深度处阱604邻接掩埋层508。如同图5中所示的实施例一 样，未掺杂区506'有效地产生光电检测器512中的收集区514的“扩展”。此扩展产生光 电检测器512的较深耗尽深度和较深结深度。现在参考图7，其显示沿图5中的线C-C'和沿图6中的线D-D'截取的光电检测 器512的示范性一维掺杂分布。分布700描绘钉扎层204的掺杂分布，分布702描绘收集区 514的掺杂分布，分布704描绘掩埋η-层508的掺杂分布，且分布706描绘ρ-外延层506 的分布。注意，分布702包括用于收集区514的掺杂分布的经扩展“尾部”区708。此经扩 展尾部区708产生较深光电检测器结深度。图8是沿图5中的线C-C和沿图6中的线D-D'截取的光电检测器512的示范性 一维电位分布。光电检测器512具有大约1. 7微米的耗尽深度800和大约2. 7微米的沉陷 深度802。比较起来，如图4中所示，现有技术光电检测器202具有大约1. 1微米的耗尽深 度(参见图4中的400)和大约2. 2微米的沉陷深度(参见图4中的402)。与图2中所示 的现有技术像素结构的量子效率相比，图5和图6中所示的像素结构各自具有增加的量子 效率。现在参考图9，其显示显示图5中的收集区514的结和耗尽边界的示范性二维横截 面图。为简化起见，图9未显示用于像素500中的其它组件的结和耗尽区。线900描绘掩 埋层508的底部与ρ-外延层506之间的结。结902表示收集区514的结，而边界904图解 说明光电检测器512的耗尽区906。比较图9与图3，结904深于结304且耗尽区906大于 耗尽区306。对于根据本发明的一个实施例，包括图7的掺杂分布，图8的电位分布和图9 的结和耗尽边界。所属领域的技术人员将了解，图7到9中所示掺杂分布、电位分布、结和 耗尽边界为其实际形状和值可在根据本发明的其它实施例中变化的实例。图10是根据本发明的实施例中的图像传感器的俯视图的框图。图像传感器1000 包括成像区域1002、列解码器1004、行解码器1006、数字逻辑1008和模拟或数字输出电路 1010。成像区域1002包括具有图5或图9的像素结构的像素阵列。在根据本发明的实施 例中，图像传感器1000实施为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。因此，列解码器 1004、行解码器1006、数字逻辑1008和模拟或数字输出电路1010实施为可操作地连接到成 像区域1002的标准CMOS电子电路。所属领域的技术人员将认识到在根据本发明的其它实 施例中可实施其它外围电路配置或架构。现在参考图Il(A)到11(E)，其显示像素的一部分的横截面图，所述横截面图用于 图解说明根据本发明的实施例中的制作掩埋层508、阱510和光电检测器512的方法。图 11中仅显示理解本发明所需的那些制作步骤。最初，使用已知制作技术在衬底504上形成 外延层506(参见图11(A))。外延层506和衬底504掺杂有第一导电率类型的掺杂剂且共 同形成衬底层502。接下来，如图Il(B)中所示，用第二导电率类型的掺杂剂掺杂外延层506的一部分 (由箭头1100表示的掺杂)以形成掩埋层508。可使用任何已知的常规制作技术(例如， 离子植入)来形成掩埋层508。如图11 (B)中可见，掩埋层508将外延层506分割成具有大 致相同掺杂量的两个区(506、506')。在图11中所示的实施例中，图5和图6中所示的且 产生光电检测器的收集区的“扩展”的未掺杂区506'将由外延层区506'的一部分形成。
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接下来，如图Il(C)中所示，在像素上方沉积并图案化掩模1102，且通过用第二导 电率类型的掺杂剂掺杂外延层区506'的若干个部分(由图Il(C)中的箭头1104表示的掺 杂)而在外延层区506'的所述若干个部分中形成阱510。所属领域的技术人员将了解在 外延层区506'中形成浅沟槽隔离(STI) 1106且在形成阱510之前用电介质材料填充所述 浅沟槽隔离(STI) 1106 (形成STI 1106是任选的且不是本发明的一部分)。在图Il(C)中 所示的实施例中，阱510不邻接掩埋层508。在根据本发明的其它实施例中，阱510邻接掩 埋层508。接着移除掩模1102且在像素的表面上形成传送门1108，如图Il(D)中所示。在 像素上方沉积并图案化掩模1110，且通过用第一导电率类型的掺杂剂掺杂外延层506'的 一部分(由箭头1112表示的掺杂)而在外延层区506'的一部分中形成收集区514。掩模 1110并不覆盖门1108的全部，这是因为第一导电率类型的掺杂剂被植入到自对准到传送 门1108的收集区514中。接着移除掩模1110且在像素的表面上沉积并图案化另一掩模1114。接着通过用 第二导电率类型的掺杂剂掺杂收集区514的一部分(由箭头1116表示的掺杂)而在收集 区514上形成钉扎层204。钉扎层204和收集区514共同形成钉扎式光电检测器。虽然图 Il(E)描绘邻近门1108形成而不邻接收集区514和钉扎层204的一个阱510，但所属领域的 技术人员将了解所述阱可经形成以邻接光电检测器。因此，如图Il(A)中所示，掩埋层508、 阱510和收集区514形成于外延层区506 ‘中，使得与外延层506具有大致相同掺杂量的区 506'驻存于钉扎式光电检测器的收集区514与掩埋层508之间。在根据本发明的另一实施例中，衬底层502仅由衬底504形成。接着掩埋层508将 衬底504分割成具有大致相同掺杂量的两个区。掩埋层508、阱510和收集区514经制作使 得图5和图6的未掺杂区506'由衬底504的一部分形成。在此实施例中，未掺杂区506' 的掺杂与衬底504的掺杂大致相同。图12是根据本发明的实施例中的可与图像传感器一起使用的成像系统的框图， 所述图像传感器并入有其光电检测器具有经扩展耗尽深度的像素结构。成像系统1200包 括数字相机电话1202和计算装置1204。数字相机电话1202为可使用并入有本发明的图像 传感器的图像捕获装置的实例。其它类型的图像捕获装置也可与本发明一起使用，例如，举 例来说，数字照相机和数字视频摄像放像机。在根据本发明的实施例中，数字相机电话1202为便携式手持电池操作的装置。数 字相机电话1202产生数字图像，所述数字图像存储于存储器1206中，举例来说，所述存储 器1206可以是内部快闪EPROM存储器或可拆卸存储器卡。另一选择为，可使用其它类型的 数字图像存储媒体(例如，磁性硬驱动器、磁带或光盘)来实施存储器1206。数字相机电话1202使用透镜1208将来自场景(未显示)的光聚焦于有源像素传 感器1212的图像传感器阵列1210上。在根据本发明的实施例中，图像传感器阵列1210使 用贝尔滤色器模式来提供色彩图像信息。图像传感器阵列1210由时序产生器1214控制， 而时序产生器1214还控制闪光灯1216以在周围照明为低时照射所述场景。从图像传感器阵列1210输出的模拟输出信号经放大且由模/数(A/D)转换器电 路1218转换为数字数据。所述数字数据存储于缓冲器存储器1220中且随后由数字处理器 1222进行处理。数字处理器1222由存储于固件存储器1224中的固件控制，所述固件存储器1224可以是快闪EPROM存储器。数字处理器1222包括实时时钟1226，其甚至在数字相 机电话1202和数字处理器1222处于低功率状态时仍保持日期和时间。经处理的数字图像 文件存储于存储器1206中。存储器1206还可存储其它类型的数据，例如，举例来说，音乐 文件(例如，MP3文件)、铃声音调、电话号码、日历和待办事项列表。在根据本发明的一个实施例中，数字相机电话1202捕获静止图像。数字处理器 1222执行色彩内插随后执行色彩和音调校正，以产生经再现的sRGB图像数据。所述经再现 的sRGB图像数据接着经压缩且被作为图像文件存储于存储器1206中。仅以实例方式，可 按照JPEG格式(其使用已知的“Exif”图像格式)来压缩所述图像数据。此格式包括使用 各种TIFF标签存储特定图像元数据的Exif应用程序段。举例来说，可使用单独TIFF标签 来存储捕获图片的日期和时间、透镜f/数以及其它相机设定，且用于存储图像标题。在根据本发明的实施例中，数字处理器1222产生由用户选择的不同图像大小。 一个此大小为低分辨率的“拇指指甲”大小图像。产生拇指指甲大小的图像描述于库赫达 (Kuchta)等人的标题为“提供全分辨率图像和经减小分辨率图像的多格式存储的电子照相 机(Electronic Still Camera Providing Multi-Format Storage Of Full And Reduced Resolution Images) ”的第5，164，831号共同受让的美国专利中。所述拇指指甲图像存储 于RAM存储器1228中且供应到显示器1230，举例来说，所述显示器1230可以是有源矩阵 IXD或有机发光二极管(OLED)。产生拇指指甲大小图像允许在彩色显示器1230上快速观 察所捕获的图像。在根据本发明的另一实施例中，数字相机电话1202还产生并存储视频剪辑。视频 剪辑是通过将图像传感器阵列1210的多个像素归纳在一起(例如，将相同色彩的像素归纳 于图像传感器阵列1210的每一 4列x4行区域内)以形成较低分辨率的视频图像帧。举例 来说，视频图像帧是使用每秒15帧的读出速率以规律间隔从图像传感器阵列1210读取的。音频编码解码器1232连接到数字处理器1220且从麦克风(Mic) 1234接收音频信 号。音频编码解码器1232还给扬声器1236提供音频信号。这些组件既用于电话交谈也用 于记录和播放音频歌曲以及视频序列或静止图像。在根据本发明的实施例中，扬声器1236还用于通知用户传入的电话呼叫。此可使 用存储于固件存储器1224中的标准铃声音调或通过使用从移动电话网络1238下载并存储 于存储器1206中的定制铃声音调来完成。另外，振动装置(未显示)可用于提供传入的电 话呼叫的寂静(例如，无声的)告知。数字处理器1222连接到无线调制解调器1240，其使得数字相机电话1202能够经 由射频(RF)信道1242发射和接收信息。无线调制解调器1240使用例如3GSM网络的另一 RF链路(未显示)与移动电话网络1238通信。移动电话网络1238与存储从数字相机电话 1202上载的数字图像的照片服务提供者1244通信。其它装置(包括计算装置1204)经由 因特网1246存取这些图像。在根据本发明的实施例中，移动电话网络1238还连接到标准 电话网络(未显示)以提供正常电话服务。图形用户接口(未显示)显示于显示器1230上且由用户控制件1248控制。在根 据本发明的实施例中，用户控制件1248包括用以拨打电话号码的专用按钮(例如，电话小 键盘)、用以设定模式(例如，“电话”模式、“日历”模式、“相机”模式)的控制件、包括4路 控制(向上、向下、向左、向右)的操纵杆控制器和按钮中心“0K”或“选择”开关。
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坞1250给数字相机电话1202中的电池(未显示)再充电。坞1250将数字相机 电话1202经由坞接口 1252连接到计算装置1204。在根据本发明的实施例中，坞接口 1252 实施为有线接口，例如，USB接口。另一选择为，在根据本发明的其它实施例中，坞接口 1252 实施为无线接口，例如，蓝牙或IEEE 802. Ilb无线接口。坞接口 1252用于将图像从存储器 1206下载到计算装置1204。坞接口 1252还用于将日历信息从计算装置1204传送到数字 相机电话1202中的存储器1206。已参考本发明的特定实施例描述了本发明。然而，所属领域的技术人员将了解，可 在不脱离本发明的范围的情况下实现许多变化和修改。举例来说，像素500或像素600可实 施为具有反转掺杂剂类型的nMOS像素。与图5和图6中所示的组件相比，像素配置可包括 额外、较少或不同的组件。图像传感器可实施为CMOS或电荷耦合装置(CCD)图像传感器。 并且衬底502可实施为无外延层的体晶片。另外，在根据本发明的其它实施例中，可使用替代结构和导电率类型来实施光电 检测器512。在根据本发明的另一实施例中，光电检测器512可实施为形成于ρ-型外延层 或衬底中的η-阱中的非钉扎式ρ-型二极管。在根据本发明的其它实施例中，光电检测器 512可包括形成于η-型衬底中的ρ-阱内的钉扎式或非钉扎式η-型二极管。且最后，虽然 图5和图6中显示简单的非共享像素结构，但在根据本发明的另一实施例中使用共享架构。 共享架构的一个实例揭示于美国专利6，107,655中。502衬底
0079]504衬底
0080]506夕卜延层
0081]506'外延层的区
0082]508掩埋层
0083]510阱
0084]512光电检测器
0085]514收集区
0086]600像素结构
0087]602阱
0088]700钉扎层的掺杂分布
0089]702收集区的掺杂分布
0090]704阱的掺杂分布
0091]706外延层的掺杂分布
0092]708收集区的掺杂分布的经扩展尾部
0093]800耗尽深度
0094]802沉降深度
0095]900结
0096]902结
0097]904耗尽区
0098]906耗尽区边界
0099]1000图像传感器
0100]1002成像区域
0101]1004列解码器
0102]1006行解码器
0103]1008数字逻辑
0104]1010输出电路
0105]1100表示用第二导电率类型的掺杂剂进行的掺杂的箭头
0106]1102掩模
0107]1104表示用第二导电率类型的掺杂剂进行的掺杂的箭头
0108]1108浅沟槽隔离
0109]1108门
0110]1110掩模
0111]1112表示用第一导电率类型的掺杂剂进行的掺杂的箭头
0112]1114掩模
0113]1116表示用第二导电率类型的掺杂剂进行的掺杂的箭头
0114]1200 成像系统
0115]1202 相机电话
0116]1204 计算装置
11
1206存储器
1208透镜
1210图像传感器阵列
1212有源像素传感器
1214时序产生器
1216闪光灯
1218模/数转换器
1220缓冲器存储器
1222数字处理器
1224固件存储器
1226时钟
1228RAM存储器
1230显不器
1232音频编码解码器
1234麦克风
1236扬声器
1238移动电话网络
1240无线调制解调器
1242RF信道
1244照片服务提供者
1246因特网
1248用户控制件
1250坞
1252坞接口
说明书
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1权利要求
一种图像传感器，其包含包括多个像素的成像区域，每一像素具有掺杂有第一导电率类型的掺杂剂的收集区；所述第一导电率类型的衬底层；横跨所述成像区域且安置于所述衬底层的一部分中的掩埋层，其中所述掩埋层掺杂有第二导电率类型的掺杂剂；以及安置于所述衬底层的若干个部分中的多个阱，其中每一阱邻近于每一像素中的每一收集区而横向定位，其中每一阱掺杂有所述第二导电率类型的另一掺杂剂，且其中所述掩埋层和每一收集区经形成而使得所述衬底层的与所述衬底层具有大致相同掺杂的区驻存于每一收集区与所述掩埋层之间。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包含安置于每一像素中的一个或一个 以上电子组件。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包含安置于所述衬底层中所述成像区 域外且电连接到所述成像区域的一个或一个以上电子组件。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一阱安置于所述衬底层的一部分中，使 得每一阱邻接所述掩埋层。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包含形成于每一收集区上方以形成钉 扎式光电二极管的钉扎层。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述衬底层包含上面形成有外延层的衬 底，且其中所述掩埋层、所述多个阱和所述收集区形成于所述外延层的若干个部分中。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述衬底层包含衬底，且其中所述掩埋层、 所述多个阱和所述收集区形成于所述衬底的若干个部分中。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一导电率类型为P型，且所述第二导 电率类型为η型。
9.一种图像捕获装置，其包含图像传感器，其包含包括多个像素的成像区域，每一像素具有掺杂有第一导电率类型的掺杂剂的收集区；所述第一导电率类型的衬底层；横跨所述成像区域且安置于所述衬底层的一部分中的掩埋层，其中所述掩埋层掺杂有 第二导电率类型的掺杂剂；安置于所述衬底层的若干个部分中的多个阱，其中每一阱邻近于每一像素中的每一收 集区而横向定位，其中每一阱掺杂有所述第二导电率类型的另一掺杂剂，且其中所述掩埋 层和每一收集区经形成以使得所述衬底层的与所述衬底层具有大致相同掺杂的区驻存于 所述掩埋层与每一收集区之间。
10.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其中所述图像传感器进一步包含安置于每 一像素中的一个或一个以上电子组件。
11.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其进一步包含安置于所述衬底层中所述成 像区域外且电连接到所述成像区域的一个或一个以上电子组件。
12.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其中所述第一导电率类型为ρ型，且所述第 二导电率类型为η型。
13.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其进一步包含形成于每一收集区上方以形 成钉扎式光电二极管的钉扎层。
14.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其中所述衬底层包含上面形成有外延层的 衬底，且其中所述掩埋层、所述多个阱和所述收集区形成于所述外延层的若干个部分中。
15.根据权利要求9所述的图像捕获装置，其中所述衬底层包含衬底，且其中所述掩埋 层、所述多个阱和所述收集区形成于所述衬底的若干个部分中。
全文摘要
一种图像传感器包括成像区域，所述成像区域包括形成于第一导电率类型的衬底层(502)中的多个像素(600)。每一像素包括收集区(514)，所述收集区(514)形成于所述衬底层的一部分中且掺杂有第一导电率类型的掺杂剂。多个阱(604)安置于所述衬底层的若干个部分中且掺杂有第二导电率类型的另一掺杂剂。每一阱邻近于每一收集区而横向定位。掩埋层(508)横跨所述成像区域且安置于所述衬底层的位于光电检测器(512)和所述阱下面的一部分中。所述掩埋层(506)掺杂有第二导电率类型的掺杂剂。每一收集区、每一阱和所述掩埋层(508)经形成而使得所述衬底层的与所述衬底层具有大致相同掺杂的区(506)驻存于每一收集区与所述掩埋层之间。
文档编号H01L27/146GK101978500SQ200980109894
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月24日 优先权日2008年3月25日
发明者H·Q·多恩, 伍舒国, 埃里克·戈登·史蒂文斯, 张忠威 申请人:柯达公司