專利名稱：Cmos影像感應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及互補型金屬氧化物半導體(CMOS)影像感應器，尤其是關于具有能有效減少無照電流噪聲的結構的CMOS影像感應器。
背景技術：
通常，CMOS影像感應器是采用場效應晶體管(FET)制造工藝來制造的。與電荷耦合器件(CCD)影像感應器相比，采用FET制造工藝制造的CMOS影像感應器具有功耗低、成本低和集成度高等優點。但是CMOS影像感應器有很高的無照電流噪聲，這是它的缺點。
結合參考
圖1和圖2，我們將介紹傳統的CMOS影像感應器存在的問題和缺點。
圖1是傳統的CMOS影像感應器的平面示意圖，圖2是圖1中沿著2a-2a’線的剖視圖。
如圖1和圖2所示，傳統的CMOS影像感應器基本原理和組成部分如下一個基板1上加工形成的一個光電二極管2，這樣當接收到光線時，就會有電流產生，中轉門3將光電二極管產生的電流傳送到浮動擴散放大器區4，氧化物絕緣淺槽5將每個CMOS影像感應器隔絕起來。
傳統的CMOS影像感應器還包括重置開關FET7，用于向浮動擴散放大器區4輸入重置信號，將該區內的剩余的電流釋放掉；源隨器FET8，是做為緩沖放大器的源隨器的；選擇開關晶體管9，用于執行轉換和尋址任務。
在傳統的CMOS影像感應器中，有兩種類型的無照電流噪聲。
第一種無照電流噪聲是由光電二極管產生的。就是說，第一種無照電流噪聲是由于光電二極管表面和感光基層之間形成的P-N結的耗損區產生的。
第二種無照電流噪聲是由光電二極管2和絕緣淺槽5之間的接觸面產生的。在此，在光電二極管2和絕緣淺槽之間產生的大量的第二種無照電流噪聲遠比光電二級管2產生的第一種無照電流噪聲大得多。因此，第二種無照電流噪聲被認為是主要的無照電流噪聲。
發明內容
因此，本發明的目的就是解決上述現有技術帶來的至少一個問題和缺點。
本發明的一方面提供了一種CMOS影像感應器，能有效地減少無照電流噪聲，并且能提高光電二級管到浮動擴散放大器區之間的電流傳輸性能。
為了達到本發明上述目的以及其他方面的目的，根據本發明的一個方面，提供了一種CMOS影像感應器，包括在基板上加工形成的一個光電二極管；一個浮動擴散放大器區，在水平方向上，浮動擴散放大器區和光電二極管的之間的距離是預先設定的，而且浮動擴散放大器區包圍著光電二極管；一個中轉門，在光電二級管和浮動擴散放大器區之間的邊界區形成，使得中轉門光電二級管和浮動擴散放大器區重疊；在基板上加工形成絕緣淺槽，使得在水平方向上，絕緣淺槽離開浮動擴散放大器區一定的距離。
光電二極管可以加工成圓形或橢圓形外形，在CMOS影像感應器的中心部分，中轉門可以加工成圓廊形或圓環形。
光電二級管、中轉門、浮動擴散放大器區以及絕緣淺槽互相都是對稱結構。
浮動擴散放大器區的外形是矩形的，在矩形的浮動擴散放大器區中心是個空心的。
由于具有上述的結構，CMOS影像感應器能有效地減少光電二極管和絕緣淺槽之間地無照電流噪聲，這是因為光源照到光電二級管上產生電流可以從周圍各個方向通過中轉門傳輸到浮動擴散放大器區。
圖1是傳統技術制造的CMOS影像感應器的平面圖；圖2是圖1中沿著2a-2a’線的剖視圖；圖3是根據本發明的實施例的CMOS影像感應器的平面圖；圖4是圖3中根據本發明的實施例的CMOS影像感應器沿著4a-4a’線的剖視圖。
具體實施例方式
參考下面的最佳實施例的詳細介紹和附圖，就很容易理解本發明的優點和特點，也能更好的理解達到這些優點和特點所采用的途徑和方法。
在下文中，參考圖3和圖4，將詳細介紹依照本發明的一個實施例的CMOS影像感應器。
圖3是本發明一個實施例的CMOS影像感應器的平面圖，圖4是本發明實施例的CMOS影像感應器沿著圖3中4a-4a’線的剖視圖。
參見圖3和圖4，本發明實施例的CMOS影像感應器包括在基板上加工形成的一個光電二極管20，用于在接收光能后產生電流；一個浮動擴散放大器區40，和光電二級管間隔一定的距離并包圍著光電二級管；一個中轉門30，在光電二級管20和浮動擴散放大器區40之間的邊界區形成，并與光電二級管20和浮動擴散放大器區40重疊；和一個絕緣淺槽50，用于防止相鄰影像感應器之間的互相干擾。
請參看圖4，在本發明的CMOS影像感應器中，中轉門30、浮動擴散放大器區40以及絕緣淺槽40相對于光電二級管都是對稱的。
如果光電二級管20是圓形的，浮動擴散放大器區40包圍著光電二級管20形成，而且在水平方向上，浮動擴散放大器區40與光電二級管20有一定的距離。浮動擴散放大器區40是圓形或矩形，其中間部分有一圓形的空腔，使得光電二級管20可置于這個空腔中。中轉門30在垂直方向上距離光電二級管20和浮動擴散放大器區40有一定的距離形成。在光電二級管20和浮動擴散放大器區40之間的邊界區形成中轉門30，這樣中轉門30的區域就與光電二級管20區域和浮動擴散放大器區40的區域重疊。中轉門30是環形的平面，中間部分有圓形的空心，使得光電二極管20置于空心中。
基板10上加工形成的絕緣淺槽50圍繞著浮動擴散放大器區40，這是為了抑制相鄰的CMOS影像感應器之間的干擾。
在下文中，將詳細介紹本發明實施例的CMOS影像感應器的工作原理。
當光線照到基板10上的光電二極管20上，光電二極管就會產生電流。光電二級管產生的電流通過其周圍的中轉門30傳輸到浮動擴散放大器區40。
如果光電二級管20是圓形的或橢圓形的，中轉門30也圍繞著光電二級管20形成一個環形。這樣，光電二級管20產生的電流就可以從周圍各個方向通過中轉門傳輸到浮動擴散放大器區40。因此，中轉門30的電流傳輸效率就有了提高。
電流先傳輸到中轉門30，然后在傳輸至在中轉門30周圍的浮動擴散放大器區40。因為浮動擴散放大器區40是圍繞著中轉門30圓形外邊分布的，并且同時圍繞著光電二極管20，其面積很大。在將電流釋放到絕緣淺槽區50之前，從光電二級管傳過來的電流先被傳輸到具有很大面積的浮動擴散放大器區40了，因此，光電二級管20和絕緣淺槽50之間無照電流噪聲，就大大減少了。
進一步來說，也就是，傳輸到浮動擴散放大器區40的電流要傳輸到絕緣淺槽50是很難的，因此就避免了相鄰CMOS影像感應器之間的互相干擾。
如上所述，本發明的CMOS影像感應器的結構是浮動擴散放大器區40包圍著光電二極管20，在各個方向上，浮動擴散放大器區40比鄰著光電二極管20，也就是說，浮動擴散放大器區40比鄰著光電二極管20的所有邊緣，因此，光電二級管產生的電流能從周圍各個方向傳輸到浮動擴散放大器區40，這樣電流的傳輸效率就提高了。也就是說，電流在傳輸到絕緣淺槽50之前，早就傳輸到了浮動擴散放大器區40了，無照電流噪聲就減少了。
因為本發明的CMOS影像感應器還具有下列結構中轉門30和浮動擴散放大器區40都圍繞著光電二極管20，所以相鄰的CMOS影像感應器上光電二級管之間的距離比傳統的CMOS影像感應器要大。這樣，由絕緣淺槽50隔開的相鄰的CMOS影像感應器之間的互相干擾就大大減少了。
綜上所述，本領域的技術人員應理解，對于沒有實質上離開本發明的最佳實施例的原理，可以進行很多變化和改進。因此，公開的本發明的實施例只是為了對本發明進行一般意義的介紹和說明，并不是為了限制的目的，本發明只由附帶的權利要求進行限定。進一步來說，所有從附帶的權利要求解釋的方式、范圍和等同物的變化、改進被為包括在本發明的范圍。
本發明中的CMOS影像感應器具有下列優點。
首先，該CMOS影像感應器具有很高的性能，因為當有光照到光電二級管上時，光電二級管產生的電流能有效的傳輸到浮動擴散放大器區。
第二，和傳統的CMOS影像感應器相比，該CMOS影像感應器光電二級管和絕緣淺槽之間的無照電流噪聲相對較小。
第三，因為中轉門與光電二級管重疊，并且在各個方向上包圍著光電二極管，中轉門在各個方向上也毗鄰著浮動擴散放大器區，所以從光電二極管到浮動擴散放大器區的電流傳輸效率就提高了。
權利要求
1.一種CMOS影像感應器，它包括基板上形成的光電二級管；基板上形成的浮動擴散放大器區，與光電二極管有一定的距離并且圍繞著光電二極管；一個中轉門，與光電二極管和浮動擴散放大器區有一定的距離，形成光電二級管和浮動擴散放大器區之間的邊界區域，使得中轉門與光電二級管和浮動擴散放大器區重疊；一個絕緣淺層，與浮動擴散放大器區有一定的距離。
2.權利要求1所述的CMOS影像感應器，其中的光電二極管是圓形或橢圓形的。
3.權利要求1所述的CMOS影像感應器，其中的中轉門在其中間部分有圓形的空腔。
4.權利要求1所述的CMOS影像感應器，其中的中轉門的形狀是圓形的。
5.權利要求3所述的CMOS影像感應器，其中的中轉門的截面、浮動擴散放大器的截面、絕緣淺槽截面都是對稱的結構。
6.權利要求1所述的CMOS影像感應器，其中的浮動擴散放大器區是矩形的。
7.權利要求6所述的CMOS影像感應器，其中的浮動擴散放大器區在其中間部分有圓形的空腔。
全文摘要
本發明公開了一種CMOS影像感應器，它包括基板上加工形成的光電二極管；基板上加工形成的浮動擴散放大器區，浮動擴散放大器區與光電二級管有一定的距離并且圍繞著光電二級管；一個中轉門，中轉門與光電二極管和浮動擴散放大器區也有一定的距離，在光電二極管和浮動擴散放大器區之間形成邊界區，因此，中轉門與光電二級管和浮動擴散放大器區重疊。
文檔編號H04N5/369GK1959996SQ200610090020
公開日2007年5月9日 申請日期2006年6月23日 優先權日2005年6月24日
發明者李相埈, 崔梁圭, 張東潤 申請人:韓國科學技術院