雜阱203b連接，如圖8所示。
[0032]接下來，在浮柵205之上、U形凹槽的頂部兩側(cè)分別形成絕緣薄膜側(cè)墻206，然后沿著絕緣薄膜側(cè)墻206的邊沿刻蝕掉暴露出的浮柵205，將浮柵205分隔開以形成器件的第一浮柵205a和第二浮柵205b，其中:第一浮柵205a與第五摻雜阱203a連接，第二浮柵205b與第六摻雜阱203b連接，如圖9所示。
[0033]接下來，剝除掉氮化硅薄膜302和氧化硅薄膜301，并覆蓋所形成的結(jié)構(gòu)形成第二層絕緣薄膜207，然后在第二層絕緣薄膜207之上形成第三層導(dǎo)電薄膜，并對(duì)第三層導(dǎo)電薄膜進(jìn)行刻蝕以形成器件的控制柵208，如圖10所示。在剝除硬掩膜層時(shí)，基于第一層絕緣薄膜204的材料，暴露出的第一層絕緣薄膜204可以被保留也可以被刻蝕掉，在本發(fā)明的實(shí)施例中，暴露出的第一層絕緣薄膜204在剝除硬掩膜層時(shí)被刻蝕掉。
[0034]接下來，在控制柵208的兩側(cè)分別形成柵極側(cè)墻209，并沿著柵極側(cè)墻209的邊沿刻蝕掉暴露出的第二層絕緣薄膜207，然后在第三摻雜阱202a和第四摻雜阱202b內(nèi)分別形成具有第二種摻雜類型的第一漏區(qū)210a和第二漏區(qū)210b，如圖11所示。
[0035]最后，還可以在第五摻雜阱203a和第六摻雜阱203b內(nèi)分別形成一層薄的具有第二種摻雜類型的第七摻雜阱211a和第八摻雜阱210b，其中:第七摻雜阱211a與第一漏區(qū)210a連接，第八摻雜阱211b與第二漏區(qū)210b連接，如圖12所示。
[0036]本發(fā)明尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體感光器件，其特征在于，包括:一個(gè)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的U形凹槽，兩個(gè)在所述U形凹槽兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的漏區(qū)，一個(gè)在所述U形凹槽底部的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的掩埋源區(qū)，在所述U形凹槽內(nèi)形成的一個(gè)控制柵和兩個(gè)用于存儲(chǔ)電荷的浮柵，所述控制柵與任意一個(gè)所述漏區(qū)的組合選中一個(gè)所述浮柵，在所述U形凹槽兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的與所述浮柵和所述漏區(qū)相連的感光pn結(jié)二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體感光器件，其特征在于，包括: 一個(gè)具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底； 一個(gè)在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的U形凹槽； 一個(gè)在所述U形凹槽底部的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的具有第二種摻雜類型的掩埋源區(qū)； 在所述U形凹槽的頂部兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的具有第二種摻雜類型的第一漏區(qū)和第二漏區(qū)； 在所述U形凹槽的側(cè)壁兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的第一垂直溝道區(qū)和第二垂直溝道區(qū)，覆蓋所述第一垂直溝道區(qū)和所述第二垂直溝道區(qū)形成的第一層絕緣薄膜； 在所述U形凹槽內(nèi)的所述第一層絕緣薄膜之上形成的覆蓋所述第一垂直溝道區(qū)的第一浮柵以及覆蓋所述第二垂直溝道區(qū)的第二浮柵，所述第一浮柵和所述第二浮柵具有第一種摻雜類型； 在所述U形凹槽內(nèi)的介于所述第一浮柵與所述第二浮柵之間形成的控制柵，所述控制柵分別與所述第一浮柵和所述第二浮柵之間由第二層絕緣薄膜隔離； 在所述U形凹槽的頂部兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的垂直結(jié)構(gòu)的第一感光pn結(jié)二極管和第二感光Pn結(jié)二極管； 所述第一感光Pn結(jié)二極管的一端與具有相同摻雜極性的所述第一漏區(qū)相連，所述第一感光pn結(jié)二極管的另一端與具有相同摻雜極性的所述第一浮柵之間通過一個(gè)第一浮柵開口相連； 所述第二感光Pn結(jié)二極管的一端與具有相同摻雜極性的所述第二漏區(qū)相連，所述第二感光pn結(jié)二極管的另一端與具有相同摻雜極性的所述第二浮柵之間通過一個(gè)第二浮柵開口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體感光器件，其特征在于，還包括:在所述U形凹槽的頂部兩側(cè)的所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的第一釘扎二極管和第二釘扎二極管，所述第一釘扎二極管的一端與具有相同摻雜極性的所述第一漏區(qū)相連，所述第一釘扎二極管的另一端與具有相同摻雜極性的所述第一浮柵之間通過所述第一浮柵開口相連，所述第二釘扎二極管的一端與具有相同摻雜極性的所述第二漏區(qū)相連，所述第二釘扎二極管的另一端與具有相同摻雜極性的所述第二浮柵之間通過所述第二浮柵開口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體感光器件，其特征在于:所述半導(dǎo)體襯底為硅、絕緣體上的硅、鍺化硅或者砷化鎵中的任意一種；所述第一浮柵和所述第二浮柵分別為多晶鍺化硅、多晶硅、鎢或者氮化鈦中的任意一種；所述第一層絕緣薄膜和所述第二層絕緣薄膜分別為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高介電常數(shù)絕緣材料或者它們之間的疊層中的任意一種，所述控制柵為多晶硅柵或者金屬柵中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體感光器件，其特征在于:所述第一層絕緣薄膜和第二層絕緣薄膜的物理厚度分別為I納米-20納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體感光器件,其特征在于:所述第一種摻雜類型為η型，所述第二種摻雜類型為P型；或者，所述第一種摻雜類型為P型，所述第二種摻雜類型為η型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體感光器件的制造方法，其特征在于，包括: 在具有第一種摻雜類型的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成具有第二種摻雜類型的掩埋源區(qū)； 在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成具有第二種摻雜類型的第一摻雜阱； 在所述第一摻雜阱內(nèi)形成具有第一種摻雜類型的第二摻雜阱； 在所述半導(dǎo)體襯底的表面形成一層硬掩膜層； 通過光刻工藝定義出U形凹槽的位置； 以光刻膠為掩膜刻蝕掉暴露出的所述硬掩膜層； 以所述硬掩膜層為掩膜刻蝕所述半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成U形凹槽，所述U形凹槽的底部低于所述掩埋源區(qū)的頂部并高于所述掩埋源區(qū)的底部，且所述U形凹槽將所述第一摻雜阱分割開為第三摻雜阱和第四摻雜阱，并將所述第二摻雜阱分隔開為第五摻雜阱和第六摻雜阱； 在所述U形凹槽的內(nèi)表面形成第一層絕緣薄膜； 覆蓋所形成的結(jié)構(gòu)淀積具有第一種摻雜類型的第一層導(dǎo)電薄膜，并對(duì)所述第一層導(dǎo)電薄膜進(jìn)行回刻，刻蝕后的所述第一層導(dǎo)電薄膜的上表面高于所述第五摻雜阱的底部并低于所述第五摻雜阱的頂部； 刻蝕掉暴露出的所述第一層絕緣薄膜，將所述第五摻雜阱和所述第六摻雜阱暴露出來； 覆蓋所形成的結(jié)構(gòu)淀積具有第一種摻雜類型的第二層導(dǎo)電薄膜，并對(duì)所述第二層導(dǎo)電薄膜進(jìn)行回刻，刻蝕后剩余的所述第二層導(dǎo)電薄膜和所述第一次導(dǎo)電薄膜形成浮柵，所述浮柵分別與所述第五摻雜阱和所述第六摻雜阱連接； 在所述浮柵之上所述U形凹槽的頂部兩側(cè)分別形成絕緣薄膜側(cè)墻； 沿著所述絕緣薄膜側(cè)墻的邊沿刻蝕掉暴露出的所述浮柵，將所述浮柵分隔開以形成第一浮柵和第二浮柵，所述第一浮柵與所述第五摻雜阱連接，所述第二浮柵與所述第六摻雜阱連接； 覆蓋所形成的結(jié)構(gòu)形成第二層絕緣薄膜，在所述第二層絕緣薄膜之上形成第三層導(dǎo)電薄膜，并對(duì)所述第三層導(dǎo)電薄膜進(jìn)行刻蝕以形成控制柵； 在所述控制柵的兩側(cè)形成柵極側(cè)墻； 沿著所述柵極側(cè)墻的邊沿刻蝕掉暴露出的所述第二層絕緣薄膜； 在所述第三摻雜阱和所述第四摻雜阱內(nèi)分別形成具有第二種摻雜類型的第一漏區(qū)和第二漏區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種半導(dǎo)體感光器件的制造方法，其特征在于:在形成所述第一漏區(qū)和所述第二漏區(qū)之后還包括:在所述第五摻雜阱和所述第六摻雜阱內(nèi)分別形成一層有第二種摻雜類型的第七摻雜阱和第八摻雜阱，所述第七摻雜阱與所述第一漏區(qū)連接，所述第八摻雜阱與所述第二漏區(qū)連接。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體感光器件及其制造方法，包括一個(gè)在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的一個(gè)U形凹槽，兩個(gè)在所述U形凹槽兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的漏區(qū)，一個(gè)在所述U形凹槽底部的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的掩埋源區(qū)，在所述U形凹槽內(nèi)形成的一個(gè)控制柵和兩個(gè)用于存儲(chǔ)電荷的浮柵，所述控制柵與任意一個(gè)所述漏區(qū)的組合選中一個(gè)所述浮柵，在所述U形凹槽兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成的與所述浮柵和所述漏區(qū)相連的感光pn結(jié)二極管。本發(fā)明還可以在U形凹槽兩側(cè)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)分別形成釘扎二極管。本發(fā)明的半導(dǎo)體感光器件具有單元面積小、芯片密度高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，增加了圖像傳感器芯片的分辨率。
【IPC分類】H01L31-0352, H01L27-146, H01L29-10
【公開號(hào)】CN104637959
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310554316
【發(fā)明人】龔軼, 王鵬飛, 劉偉, 劉磊
【申請(qǐng)人】蘇州東微半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月8日
【公告號(hào)】WO2015067101A1