图像传感器及其制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及图像获取装置领域，更具体地，涉及一种图像传感器及其制作方法。
【背景技术】
[0002]互补金属氧化物(CMOS)图像传感器(image sensor)芯片是一种将光信号转换为电信号的半导体器件，近年来，由于在电路集成，能量消耗和制造成本方面的诸多优点，CMOS图像传感器得到了快速发展。
[0003]CMOS图像传感器包括一系列的象素单位(pixel cells)和外围电路(peripherycircuit),每个象素单位包括一个发光二极管和至少一个MOS晶体管，从而通过处于开光模式中的MOS晶体管检测各个单位象素的电信号，所述的发光二极管用于吸收入射光能量并且将光能量转化为光电流。
[0004]图1示出了现有技术中的一种图像传感器的结构示意图。如图1所示，现有技术中的该图像传感器包括:衬底1，其中，衬底I包括多个有源区和用于隔离多个有源区的隔离结构2。每个有源区包括光电感应区和传输控制区，每个光电感应区包括一个第一掺杂区5以及一个第二掺杂区6，其中，该第一掺杂区5和第二掺杂区6形成光电感应结构，其中，第一掺杂区与第二掺杂区的掺杂类型相反。
[0005]其中，该隔离结构2可以是浅沟槽隔离结构，在两个相邻的隔离结构2之间形成上述有源区。特别地，每个有源区的第一掺杂区5为P型掺杂，而第二掺杂区6为N型掺杂，衬底I为P型掺杂。传输控制区为形成在衬底I上的栅极结构4，优选地，栅极的材料例如可以为多晶硅，其栅氧化层的材料例如可以为氧化硅等。
[0006]例如，第一掺杂区和第二掺杂区可采用离子注入法，例如，在第一掺杂区内进行第一离子注入，以在衬底内形成一定深度和掺杂浓度的第一掺杂区，第一离子注入工艺中注入的离子类型与衬底的掺杂离子类型相同，例如，衬底为N型掺杂，则第一掺杂区的掺杂类型为N型掺杂。利用同样的方式，可以形成第二掺杂区。其中，第二掺杂区与衬底之间形成一个PN结，第一掺杂区与第二掺杂区之间也形成一个PN结，以形成光电二极管，用于将入射的光子转化为电子。
[0007]这样，对于同一个有源区来说，现有技术中的第一掺杂区与第二掺杂区的个数均为一个，即二者是一一对应地设置的。因此，光电感应结构(即光电二极管)的电容较小，当受到外界的光强度较大时，很容易导致光电二极管发生饱和的现象，因而，现有技术中的图像传感器所能接收的光强范围是有限的。
[0008]另外，由于图像传感器的每个像素的大小/面积有限，因此，采用现有技术中的上述方式得到的光电二极管的电容不可能做得更大，因而，难以提高所能接收的光强范围。
【发明内容】
[0009]本申请旨在提供一种图像传感器及其制作方法，以解决现有技术中图像传感器所能接收的光强范围小的问题。
[0010]为解决上述技术问题，根据本申请的第一个方面，提供了一种图像传感器，包括衬底，衬底包括多个有源区和用于隔离多个有源区的隔离结构，每个有源区包括光电感应区和传输控制区，每个光电感应区包括用于形成光电感应结构的第一掺杂区以及第二掺杂区，其中，第一掺杂区与第二掺杂区的掺杂类型相反，第一掺杂区和/或第二掺杂区具有梳齿状结构。
[0011 ] 优选地，梳齿状结构包括2至4个梳齿。
[0012]优选地，梳齿的个数为2个。
[0013]优选地，隔离结构为浅沟槽隔离结构。
[0014]优选地，衬底为P型掺杂，第一掺杂区为P型掺杂，第二掺杂区为N型掺杂。
[0015]优选地，衬底由外延生成的方式制得。
[0016]优选地，传输控制区为栅极结构。
[0017]优选地，第一掺杂区的梳齿状结构朝向第二掺杂区的方向延伸并插入第二掺杂区。
[0018]优选地，第二掺杂区的梳齿状结构朝向远离第一掺杂区的方向设置。
[0019]优选地，第一掺杂区的梳齿状结构朝向第二掺杂区的方向延伸并插入第二掺杂区，且第二掺杂区的梳齿状结构朝向远离第一掺杂区的方向设置。
[0020]根据本申请的第二个方面，提供了一种图像传感器的制造方法，包括:在衬底上形成用于隔离结构以形成多个有源区，有源区包括光电感应区和传输控制区；在传输控制区内形成栅极结构；在光电感应区内形成与衬底掺杂的第一掺杂区和第二掺杂区，其中，第一掺杂区和/或第二掺杂区具有梳齿状结构，第一掺杂区和第二掺杂区共同形成光电感应结构，其中，第一掺杂区与第二掺杂区的掺杂类型相反。
[0021]优选地，制作方法还包括在栅极结构的侧壁上形成侧墙。
[0022]优选地，梳齿状结构包括2至4个梳齿。
[0023]优选地，梳齿的个数为2个。
[0024]优选地，衬底由外延生成的方式制得。
[0025]优选地，衬底为P型掺杂，第一掺杂区为P型掺杂，第二掺杂区为N型掺杂。
[0026]优选地，第一掺杂区的掺杂离子为氟化硼离子。
[0027]优选地，第二掺杂区的掺杂离子为磷离子。
[0028]优选地，氟化硼离子的掺杂工艺为:离子注入能量为10至60Kev，离子注入剂量为2E12 至 2E13atoms/cm2。
[0029]优选地，磷离子的掺杂工艺为:离子注入能量为150至200Kev，离子注入剂量为3E12 至 3E13atoms/cm2。
[0030]本申请将第一掺杂区和/或第二掺杂区设置为梳齿状结构，因而，在有限的大小/面积内，增大了光电二极管的电容。由于光电二极管的电容增大，因而，可以接收更强的光线而不会发生饱和的现象，因而，采用上述结构的图像传感器，其所能接收的光强范围比现有技术中的图像传感器所能接收的光强范围更大。
【附图说明】
[0031 ] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0032]图1示意性示出了现有技术中的图像传感器的局部结构示意图；
[0033]图2示意性示出了本申请第一实施例中的图像传感器的局部结构示意图；
[0034]图3示意性示出了本申请第二实施例中的图像传感器的局部结构示意图；
[0035]图4示意性示出了本申请第二实施例中的图像传感器的局部结构示意图；
[0036]图5示意性示出了本申请中的图像传感器的工艺流程图。
[0037]图中附图标记:1、衬底；2、隔离结构；3、分隔区；4、栅极结构；5、第一掺杂区；6、第二掺杂区。
【具体实施方式】
[0038]以下对本申请的实施例进行详细说明，但是本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0039]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0040]为了解决如上描述的现有技术的技术问题，请参考图2至图4，作为本申请的第一方面，提供了一种图像传感器，例如CIS传感器，包括衬底1，衬底I包括多个有源区和用于隔离多个有源区的隔离结构2，每个有源区包括光电感应区和传输控制区。其中，每个光电感应区包括用于形成光电感应结构的第一掺杂区5以及第二掺杂区6，其中，第一掺杂区5与第二掺杂区6的掺杂类型相反,第一掺杂区5和/或第二掺杂区6)有梳齿状结构。
[0041]请参考图2至图4，第一掺杂区5和第二掺杂区6形成在衬底I上，例如，可以通过离子注入的方式形成这两个掺杂区，当然也可采用其他方式生成掺杂区，且第二掺杂区6与第一掺杂区5构成光电二极管，即光电感应结构。
[0042]在图2至图4中，衬底I与第二掺杂区6之间形成一个PN结，而第一掺杂区5与第二掺杂区6之间形成另一个PN结。这两个PN结均可作为光电二极管，以用于将入射的光子转化为电子。传输控制结构用于控制这两个PN结所生成的电流的输出情况，也就是说，通过对传输控制结构的控制，可以控制该电流是否向外部输出。
[0043]由于第一掺杂区5和/或第二掺杂区6具有如图2至图4所示的梳齿状结构，因而，可