图像传感器及其制作方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910349221.2 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 芯盟科技有限公司 地址 314400 浙江省嘉兴市海宁市经济开 发区双联路129号天通9号楼5楼 (72)发明人 周华 (74)专利代理机构 北京派特恩知识产权代理有 限公司 11270 代理人 李昂张颖玲 (51)Int.Cl. H01L 27/146(2006.01) (54)发明名称 图像传感器及其制作方法 (57)摘要 本发明实施例公开一种图像传感器及其制 作方法， 所述图像传感器包括至少。

2、一个像素单 元， 所述像素单元包括： 感光单元， 用于根据接收 的光信号产生信号电荷； 晶体管结构， 与所述感 光单元相连， 用于根据所述信号电荷输出图像信 号； 其中， 所述晶体管结构， 包括： 沟道结构、 覆盖 在所述沟道结构预定区域的栅极结构、 位于所述 沟道结构第一端的源极结构、 位于所述沟道结构 第二端的漏极结构， 所述第二端为所述第一端的 相反端； 所述沟道结构包括至少两条并列设置的 沟道。 权利要求书3页 说明书11页 附图5页 CN 110164886 A 2019.08.23 CN 110164886 A 1.一种图像传感器， 其特征在于， 包括： 至少一个像素单元， 所述像。

3、素单元包括： 感光单元， 用于根据接收的光信号产生信号电荷； 晶体管结构， 与所述感光单元相连， 用于根据所述信号电荷输出图像信号； 其中， 所述晶体管结构， 包括： 沟道结构、 覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构、 位 于所述沟道结构第一端的源极结构、 位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 所述第二端为 所述第一端的相反端； 所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道。 2.根据权利要求1所述的图像传感器， 其特征在于， 所述像素单元包括： 浮置扩散区， 所述浮置扩散区与所述感光单元相连， 用于收集所述信号电荷， 产生信号 电位； 所述晶体管结构， 包括： 复位晶体管； 所述栅极结构包括： 所述。

4、复位晶体管的栅极； 所述源极结构包括： 所述复位晶体管的源极； 所述漏极结构包括： 所述复位晶体管的漏极； 所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区的当前电位切换至初始电位， 以使得所 述浮置扩散区恢复到初始状态。 3.根据权利1或2所述的图像传感器， 其特征在于， 所述晶体管结构包括： 行选择晶体管及放大晶体管； 所述栅极结构包括： 所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极； 所述源极结构包括： 所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极； 所述漏极结构包括： 所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极； 所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩。

5、散区相连； 所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连； 所述放大晶体管， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 所述行选择晶体管， 用于输出所述图像信号。 4.根据权利要求2所述的图像传感器， 其特征在于， 所述晶体管结构还包括： 传输晶体管； 所述栅极结构包括： 所述传输晶体管的栅极； 所述源极结构包括： 所述传输晶体管的源极； 所述漏极结构包括： 所述传输晶体管的漏极； 所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连； 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 5.根据权利要求4所述的图像传感器， 其特征在于， 所述传输晶体管的栅极与所述浮置 扩散区连接， 并形成至少两条。

6、传输路径； 所述至少两条传输路径， 用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述晶体 管结构。 6.一种图像传感器的制作方法， 其特征在于， 包括： 形成至少一个像素单元， 形成所述 像素单元包括： 权利要求书 1/3 页 2 CN 110164886 A 2 形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元； 形成与所述感光单元相连的晶体管结构； 其中， 所述晶体管结构用于根据所述信号电 荷输出图像信号； 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成沟道结构； 形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构； 形成位于所述沟道结 构第一端的源极结构， 形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构，。

7、 所述第二端为所述第一 端的相反端； 所述形成沟道结构包括： 形成至少两条并列设置的沟道。 7.根据权利要求6所述的制作方法， 其特征在于， 所述形成所述像素单元包括： 形成与所述感光单元相连的浮置扩散区； 所述浮置扩散区用于收集所述信号电荷， 产 生信号电位； 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成复位晶体管； 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的栅 极； 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的源极； 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的漏极； 所述复位晶体管的栅极与。

8、所述浮置扩散区相连； 其中， 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位， 以使得所 述浮置扩散区恢复到初始状态。 8.根据权利要求6或7所述的制作方法， 其特征在于， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成行选择晶体管及放大晶体管； 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的 栅极和所述放大晶体管的栅极； 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的源极 和所述放大晶体管的源极； 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的漏极 和所述放大晶体管的漏极； 所述放。

9、大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连； 其中， 所述放大晶体管， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 所述行选择晶体管， 用于输出所述图像信号。 9.根据权利要求7所述的制作方法， 其特征在于， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构还包括： 形成传输晶体管； 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的栅 极； 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的源极； 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的漏极； 所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连；。

10、 其中， 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 权利要求书 2/3 页 3 CN 110164886 A 3 10.根据权利要求9所述的制作方法， 其特征在于， 形成连接所述传输晶体管的栅极与 所述浮置扩散区的至少两条传输路径； 其中， 所述至少两条传输路径， 用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所 述晶体管结构。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110164886 A 4 图像传感器及其制作方法 技术领域 0001 本发明实施例涉及图像传感器领域， 特别涉及一种图像传感器及其制作方法。 背景技术 0002 图像传感器的核心元件是像素单元， 像素单元占据整个图像。

11、传感器芯片的大部分 面积。 一方面， 为了降低图像传感器的制作成本， 提高图像传感器的运行速度， 要求像素单 元的尺寸较小。 另一方面， 为了保证图像质量， 需要足够的光线入射到像素单元的光电转换 元件中， 较大的像素单元能有较大的感光面积接收光线， 能提供较好的图像质量。 0003 因此， 现有技术在降低图像传感器制作成本、 提高运行速度的同时会降低图像质 量， 或在提高图像质量的同时提高图像传感器的制作成本， 并降低运行速度。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明实施例提供一种图像传感器及其制作方法。 0005 本发明实施例的第一方面提供一种图像传感器， 包括： 至少一个像素单元， 所述。

12、像 素单元包括： 0006 感光单元， 用于根据接收的光信号产生信号电荷； 0007 晶体管结构， 与所述感光单元相连， 用于根据所述信号电荷输出图像信号； 0008 其中， 所述晶体管结构， 包括： 沟道结构、 覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结 构、 位于所述沟道结构第一端的源极结构、 位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 所述第二 端为所述第一端的相反端； 所述沟道结构包括至少两条并列设置的沟道。 0009 根据一种实施例， 所述像素单元包括： 0010 浮置扩散区， 所述浮置扩散区与所述感光单元相连， 用于收集所述信号电荷， 产生 信号电位； 0011 所述晶体管结构， 包括： 复位晶体。

13、管； 0012 所述栅极结构包括： 所述复位晶体管的栅极； 0013 所述源极结构包括： 所述复位晶体管的源极； 0014 所述漏极结构包括： 所述复位晶体管的漏极； 0015 所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0016 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区的当前电位切换至初始电位， 以使 得所述浮置扩散区恢复到初始状态。 0017 根据一种实施例， 所述晶体管结构包括： 行选择晶体管及放大晶体管； 0018 所述栅极结构包括： 所述行选择晶体管的栅极和所述放大晶体管的栅极； 0019 所述源极结构包括： 所述行选择晶体管的源极和所述放大晶体管的源极； 0020 所述漏极结构包。

14、括： 所述行选择晶体管的漏极和所述放大晶体管的漏极； 0021 所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0022 所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连； 说明书 1/11 页 5 CN 110164886 A 5 0023 所述放大晶体管， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 0024 所述行选择晶体管， 用于输出所述图像信号。 0025 根据一种实施例， 所述晶体管结构还包括： 传输晶体管； 0026 所述栅极结构包括： 所述传输晶体管的栅极； 0027 所述源极结构包括： 所述传输晶体管的源极； 0028 所述漏极结构包括： 所述传输晶体管的漏极； 0029 所述传输晶体管与所述感。

15、光单元及所述浮置扩散区相连； 0030 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 0031 根据一种实施例， 所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接， 并形成至少两 条传输路径； 0032 所述至少两条传输路径， 用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述 晶体管结构。 0033 本发明实施例第二方面提供一种图像传感器的制作方法， 包括： 形成至少一个像 素单元， 形成所述像素单元包括： 0034 形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元； 0035 形成与所述感光单元相连的晶体管结构； 其中， 所述晶体管结构用于根据所述信 号电荷输出图像信号； 0036 所述形成。

16、与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 0037 形成沟道结构； 形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构； 形成位于所述沟 道结构第一端的源极结构， 形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 所述第二端为所述 第一端的相反端； 所述形成沟道结构包括： 形成至少两条并列设置的沟道。 0038 根据一种实施例， 所述形成所述像素单元包括： 0039 形成与所述感光单元相连的浮置扩散区； 所述浮置扩散区用于收集所述信号电 荷， 产生信号电位； 0040 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成复位晶体管； 0041 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述复位。

17、晶体管 的栅极； 0042 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的源 极； 0043 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的漏 极； 0044 所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0045 其中， 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位， 以使 得所述浮置扩散区恢复到初始状态。 0046 根据一种实施例， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成行选择 晶体管及放大晶体管； 0047 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述行选择晶体 管的栅极和所述放大晶体。

18、管的栅极； 0048 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的 说明书 2/11 页 6 CN 110164886 A 6 源极和所述放大晶体管的源极； 0049 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的 漏极和所述放大晶体管的漏极； 0050 所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0051 所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连； 0052 其中， 所述放大晶体管， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 0053 所述行选择晶体管， 用于输出所述图像信号。 0054 根据一种实施例， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管。

19、结构还包括： 形成传输 晶体管； 0055 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述传输晶体管 的栅极； 0056 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的源 极； 0057 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的漏 极； 0058 所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连； 0059 其中， 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 0060 根据一种实施例， 形成连接所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区的至少两条 传输路径； 0061 其中， 所述至少两条传输路径， 用于将所。

20、述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输 至所述晶体管结构。 0062 本发明实施例提供的上述图像传感器及其制作方法， 通过设置覆盖沟道结构预定 区域的栅极结构， 形成围绕所述沟道结构的栅极结构， 增大了栅极结构与沟道结构的接触 面积， 增加了有效沟道宽度， 增大了通过沟道结构的电流， 缩短了电流通过沟道结构的时 间， 提高了器件的运行速度。 在需要通过的电流一定时， 利用本发明实施例提供的晶体管结 构， 只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。 0063 因此， 一方面， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 可在保证感光面积不变 的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小， 进而。

21、在减小图像传感 器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。 0064 另一方面， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 在保证像素单元的面积不 变的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸， 可增大感光面积， 实现在提高图像质量的同时保 证图像传感器制作成本不会增加。 0065 进一步地， 本发明实施例通过在沟道结构中设置至少两条并列设置的沟道， 能够 进一步增大栅极与沟道结构的接触面积， 增大有效沟道宽度， 减小晶体管尺寸， 提高感光单 元在像素单元中所占的面积比， 有助于进一步减小图像传感器的成本， 并提高图像传感器 的运行速度。 0066 因此， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 可在提。

22、高器件性能的同时减小 器件尺寸， 降低制作成本。 说明书 3/11 页 7 CN 110164886 A 7 附图说明 0067 图1为本发明实施例提供的一种晶体管结构的示意图； 0068 图2为本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图； 0069 图3本发明实施例提供的一种晶体管结构的示意图； 0070 图4为本发明实施例提供的一种像素单元的示意图； 0071 图5为本发明实施例提供的另一种像素单元的示意图； 0072 图6为一种像素单元的示意图； 0073 图7为一种像素阵列的示意图； 0074 图8为一种晶体管结构的截面示意图； 0075 图9为本发明实施例提供的又一种像素单元的示意。

23、图； 0076 图10为本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图。 具体实施方式 0077 以下结合说明书附图及具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。 虽然附 图中显示了本公开的示例性实施方法， 然而应当理解， 可以以各种形式实现本公开而不应 被这里阐述的实施方式所限制。 相反， 提供这些实施方式是为了能够更透彻的理解本公开， 并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。 0078 在下列段落中参照附图以举例方式更具体的描述本发明。 根据下面说明和权利要 求书， 本发明的优点和特征将更清楚。 需说明的是， 附图均采用非常简化的形式且均使用非 精准的比例， 仅用以方便、 明晰地。

24、辅助说明本发明实施方式的目的。 除非特别说明或者指 出， 否则本发明中的术语 “第一” 、“第二” 等描述仅用于区分本发明中的各个组件、 元素、 步 骤等， 而不是用于表示各个组件、 元素、 步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。 0079 若本发明实施例中涉及方向性指示(诸如上、 下、 左、 右、 前、 后)， 则该方向性 指示仅用于解释在某一特定姿态(诸如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、 运动情况 等， 如果该特定姿态发生改变， 则该方向性指示也相应的随之改变。 在本发明实施例中， 术 语 “A在B之上/下” 意味着包含A、 B两者相互接触地一者在另一者之上/下的情形， 或者A、 B两 。

25、者之间还间插有其他部件而一者非接触地位于另一者之上/下的情形。 在本发明实施例中， 虚线仅用于区分本发明中的各个组件、 元素等。 0080 本发明实施例提供一种图像传感器， 包括： 至少一个像素单元， 所述像素单元包 括： 0081 感光单元， 用于根据接收的光信号产生信号电荷； 0082 晶体管结构， 与所述感光单元相连， 用于根据所述信号电荷输出图像信号； 0083 其中， 所述晶体管结构， 包括： 沟道结构、 覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结 构、 位于所述沟道结构第一端的源极结构、 位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 所述第二 端为所述第一端的相反端； 所述沟道结构包括至少两条并列设。

26、置的沟道。 0084 在本发明实施例中， 所述预定区域包括沟道结构顶面的第一区域和侧面的第二区 域， 第一区域和第二区域相连。 栅极结构围绕沟道结构中的每条沟道。 0085 在本发明实施例中， 所述晶体管结构是非平面结构， 所述晶体管结构为三维的立 体结构， 可包括： FinFET结构。 说明书 4/11 页 8 CN 110164886 A 8 0086 在本发明实施例中， 一条所述沟道可包括至少一条纳米线、 或层叠设置的至少两 条纳米线。 如图1所示， 栅极结构100下方包括并列设置的两条沟道， 分别为沟道40和沟道 41。 沟道40包括两条堆叠设置的纳米线401和纳米线402， 沟道41。

27、包括两条堆叠设置的纳米 线403和纳米线404， 纳米线与栅极结构之间设置有层间介质， 所述层间介质的成分可包括 二氧化硅、 氮化硅等。 0087 在本发明实施例中， 栅极结构可包括栅极电介质层和栅极电极层。 栅极电介质层 由介电常数大于预设介电常数阈值的材料构成。 栅极电极层用于与外部电路相连， 向栅极 电介质层施加电信号， 其成分可包括： 钨、 铝、 铂、 多晶硅或导电金属氧化物等。 0088 在本发明实施例中， 所述图像传感器包括由多个像素单元组成的像素阵列。 当图 像传感器工作时， 图像传感器根据同一时刻输出的所有图像信号形成图像。 0089 图2示出了本发明实施例提供的一种晶体管结构。

28、的截面示意图。 由图2可知， 在本 发明实施例中， 通过设置覆盖沟道结构预定区域的栅极结构， 形成围绕沟道结构的栅极结 构， 增大了栅极结构与沟道结构的接触面积， 增加了有效沟道宽度， 增大了通过沟道结构的 电流， 缩短了电流通过沟道结构的时间， 提高了器件的运行速度。 在需要通过的电流一定 时， 利用本发明实施例提供的晶体管结构， 只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。 0090 因此， 一方面， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 可在保证感光面积不变 的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小， 进而在减小图像传感 器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。 0091 。

29、另一方面， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 在保证像素单元的面积不 变的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸， 可增大感光面积， 实现在提高图像质量的同时保 证图像传感器制作成本不会增加。 0092 进一步地， 本发明实施例通过在沟道结构中设置至少两条并列设置的沟道， 能够 进一步增大栅极结构与沟道结构的接触面积， 增大有效沟道宽度， 减小晶体管尺寸， 提高感 光单元在像素单元中所占的面积比， 有助于进一步减小图像传感器的成本， 并提高图像传 感器的运行速度。 0093 因此， 通过本发明实施例提供的上述图像传感器， 可在提高器件性能的同时减小 器件尺寸， 降低制作成本。 0094 在一。

30、些发明实施例中， 所述像素单元包括： 0095 浮置扩散区14， 所述浮置扩散区与所述感光单元相连， 用于收集所述信号电荷， 产 生信号电位； 0096 所述晶体管结构， 包括： 复位晶体管10； 0097 所述栅极结构100包括： 所述复位晶体管的栅极101； 0098 所述源极结构包括： 所述复位晶体管的源极501； 0099 所述漏极结构包括： 所述复位晶体管的漏极601； 0100 所述复位晶体管的栅极101与所述浮置扩散区14相连； 0101 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区14的当前电位切换至初始电位， 以 使得所述浮置扩散区14恢复到初始状态。 0102 在本发明实施例。

31、中， 复位晶体管可位于电源线和浮置扩散区之间。 复位晶体管可 根据接收的第一复位控制信号进入断开状态， 根据接收的第二复位控制信号进入导通状 说明书 5/11 页 9 CN 110164886 A 9 态。 当复位晶体管进入导通状态时， 可将浮置扩散区的电位切换至初始电位， 以使得浮置扩 散区恢复到初始状态， 使像素单元停止显示。 其中， 在将图像传感器开启且开始工作之前， 或在像素单元完成一次图像信号输出后， 可对浮置扩散区进行复位； 所述初始状态为浮置 扩散区没有积累信号电荷的状态。 0103 在一些发明实施例中， 所述晶体管结构包括： 行选择晶体管12及放大晶体管11； 0104 所述栅。

32、极结构包括： 所述行选择晶体管的栅极103和所述放大晶体管的栅极102； 0105 所述源极结构包括： 所述行选择晶体管的源极503和所述放大晶体管的源极502； 0106 所述漏极结构包括： 所述行选择晶体管的漏极603和所述放大晶体管的漏极602； 0107 所述放大晶体管11的栅极与所述浮置扩散区14相连； 0108 所述行选择晶体管12与所述放大晶体管11相连； 0109 所述放大晶体管11， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 0110 所述行选择晶体管12， 用于输出所述图像信号。 0111 在一些发明实施例中， 所述复位晶体管10、 放大晶体管11和行选择晶体管12可如 图3。

33、所示连接。 其中， 复位晶体管10的漏极601与放大晶体管11的源极502相连， 放大晶体管 11的漏极602与行选择晶体管12的源极503相连。 0112 在一些发明实施例中， 所述复位晶体管10、 放大晶体管11和行选择晶体管12可如 图4所示连接。 其中， 复位晶体管10的漏极601与放大晶体管11的漏极602相连， 放大晶体管 11的源极502与行选择晶体管12的源极503相连。 0113 在本发明实施例中， 行选择晶体管12可与输出线相连。 行选择晶体管12可根据接 收的第一选择控制信号进入断开状态， 根据接收的第二选择控制信号进入导通状态。 例如： 当行选择晶体管12根据第二选择控。

34、制信号进入导通状态时， 行选择晶体管12将放大晶体管 11产生的图像信号输出到输出线。 0114 在一些发明实施例中， 如图4所示， 复位晶体管10、 行选择晶体管12和放大晶体管 11可位于浮置扩散区内部。 通过将该三个晶体管设置在浮置扩散区内部， 可进一步缩小像 素单元的尺寸， 降低制作成本。 0115 在另一些发明实施例中， 如图5所示， 复位晶体管10、 行选择晶体管12和放大晶体 管11可位于浮置扩散区外围。 在本发明实施例中， 感光单元所在的平面位于浮置扩散区所 在平面的下方， 通过将该三个晶体管设置于浮置扩散区外围， 可减少晶体管对于感光单元 的遮挡， 增大感光面积， 进而提高图。

35、像质量。 0116 在一些发明实施例中， 所述晶体管结构还包括： 传输晶体管13； 0117 所述栅极结构包括： 所述传输晶体管的栅极； 0118 所述源极结构包括： 所述传输晶体管的源极； 0119 所述漏极结构包括： 所述传输晶体管的漏极； 0120 所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连； 0121 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 0122 在本发明实施例中， 传输晶体管可根据接收的第一传输控制信号进入断开状态， 根据接收的第二传输控制信号进入导通状态。 例如， 当传输晶体管根据第二传输控制信号 进入导通状态时， 传输晶体管可将感光单元中积累的信号电。

36、荷转移至对应的浮置扩散区， 并将信号电荷传输至放大晶体管。 当放大晶体管与行选择晶体管也导通时， 像素单元输出 说明书 6/11 页 10 CN 110164886 A 10 所述图像信号， 并与其他同时输出图像信号的像素单元共同显示图像。 当传输晶体管根据 第一传输控制信号进入断开状态时， 感光单元与对应浮置扩散区之间信号电荷的传输通道 被切断， 此时， 像素单元停止显示图像信号。 0123 在一些发明实施例中， 所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接， 并形成至 少两条传输路径； 0124 所述至少两条传输路径， 用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输至所述 晶体管结构。 0125 。

37、在本发明实施例中， 每条所述传输路径的一端连接浮置扩散区， 另一端通过传输 晶体管的栅极连接传输晶体管的漏极， 其中， 每条传输路径与浮置扩散区接触的位置均不 同。 0126 在一些发明实施例中， 如图9所示， 传输晶体管13的栅极104与浮置扩散区14之间 形成第一条传输路径701和第二条传输路径702， 浮置扩散区14相当于传输晶体管13的源极 504。 当传输晶体管根据第二传输控制信号进入导通状态时， 浮置扩散区中积累的信号电荷 同时通过第一条传输路径701和第二条传输路径702向传输晶体管的漏极604运动。 其中， 第 一条传输路径701与浮置扩散区接触的第一界面， 与第二条传输路径与。

38、浮置扩散区接触的 第二界面不同， 且第一界面垂直于第二界面。 0127 在本发明实施例中， 通过在传输晶体管与浮置扩散区之间形成至少两条传输路 径， 提高了从浮置扩散区向传输晶体管的漏极运送信号电荷的速度， 进而提高了器件的运 行速度。 0128 本发明实施例还提供一种图像传感器的制作方法， 包括： 形成至少一个像素单元， 形成所述像素单元包括： 0129 形成根据接收的光信号产生信号电荷的感光单元； 0130 形成与所述感光单元相连的晶体管结构； 其中， 所述晶体管结构用于根据所述信 号电荷输出图像信号； 0131 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 0132 形成沟道结构； 。

39、形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构； 形成位于所述沟 道结构第一端的源极结构， 形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 所述第二端为所述 第一端的相反端； 所述形成沟道结构包括： 形成至少两条并列设置的沟道。 0133 在本发明实施例中， 通过形成部分围绕所述沟道结构的栅极结构， 增大了晶体管 结构栅极与沟道结构的接触面积， 增加了有效沟道宽度， 增大了通过沟道结构的电流， 缩短 了电流通过沟道结构的时间， 提高了器件的运行速度。 在需要通过的电流一定时， 利用本发 明实施例制作的所述晶体管结构， 只需要较小尺寸的晶体管结构即可实现。 0134 一方面， 通过本发明实施例提供的上述制作方。

40、法制作的图像传感器， 可在保证感 光面积不变的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸实现图像传感器尺寸的减小， 进而在减 小图像传感器的制作成本的同时保证图像质量不会恶化。 0135 另一方面， 通过本发明实施例提供的上述制作方法制作图像传感器， 在保证像素 单元的面积不变的情况下， 通过减小晶体管结构的尺寸， 可增大感光面积， 实现在提高图像 质量的同时保证图像传感器制作成本不会增加。 0136 进一步地， 本发明实施例通过在沟道结构中形成至少两条并列设置的沟道， 能够 说明书 7/11 页 11 CN 110164886 A 11 进一步增大栅极结构与沟道结构的接触面积， 增大有效沟道宽度， 。

41、减小晶体管尺寸， 提高感 光单元在像素单元中所占的面积比， 有助于进一步减小图像传感器的成本， 并提高图像传 感器的运行速度。 0137 因此， 通过本发明实施例提供的上述制作方法制作图像传感器， 可在提高图像传 感器性能的同时减小器件尺寸， 降低制作成本。 0138 在一些发明实施例中， 所述形成所述像素单元包括： 形成与所述感光单元相连的 浮置扩散区； 所述浮置扩散区用于收集所述信号电荷， 产生信号电位。 0139 在一些发明实施例中， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成复 位晶体管； 0140 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述复位晶体管。

42、 的栅极； 0141 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的源 极； 0142 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述复位晶体管的漏 极； 0143 所述复位晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0144 其中， 所述复位晶体管， 用于通过将所述浮置扩散区的电位切换至初始电位， 以使 得所述浮置扩散区恢复到初始状态。 0145 在一些发明实施例中， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构， 包括： 形成行 选择晶体管及放大晶体管； 0146 所述形成覆盖在所述沟道结构预定区域的栅极结构， 包括： 形成所述行选择晶体 管的栅极和所述放大晶体管。

43、的栅极； 0147 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的 源极和所述放大晶体管的源极； 0148 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述行选择晶体管的 漏极和所述放大晶体管的漏极； 0149 所述放大晶体管的栅极与所述浮置扩散区相连； 0150 所述行选择晶体管与所述放大晶体管相连； 0151 其中， 所述放大晶体管， 用于根据所述信号电位产生所述图像信号； 0152 所述行选择晶体管， 用于输出所述图像信号。 0153 在一些发明实施例中， 如图4所示， 复位晶体管10、 行选择晶体管12和放大晶体管 11可位于浮置扩散区内部。 通。

44、过将该三个晶体管设置在浮置扩散区内部， 可进一步缩小像 素单元的尺寸， 降低制作成本。 0154 在另一些发明实施例中， 如图5所示， 复位晶体管10、 行选择晶体管12和放大晶体 管11可位于浮置扩散区外围。 在本发明实施例中， 感光单元所在的平面位于浮置扩散区所 在平面的下方， 通过将该三个晶体管设置于浮置扩散区外围， 可减少晶体管对于感光单元 的遮挡， 增大感光面积， 进而提高图像质量。 0155 在一些发明实施例中， 所述形成与所述感光单元相连的晶体管结构还包括： 形成 传输晶体管； 说明书 8/11 页 12 CN 110164886 A 12 0156 所述形成覆盖在所述沟道结构预。

45、定区域的栅极结构， 包括： 形成所述传输晶体管 的栅极； 0157 所述形成位于所述沟道结构第一端的源极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的源 极； 0158 所述形成位于所述沟道结构第二端的漏极结构， 包括： 形成所述传输晶体管的漏 极； 0159 所述传输晶体管与所述感光单元及所述浮置扩散区相连； 0160 其中， 所述传输晶体管， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置扩散区。 0161 在一些发明实施例中， 形成连接所述传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区的至少 两条传输路径； 0162 其中， 所述至少两条传输路径， 用于将所述浮置扩散区收集的所述信号电荷传输 至所述晶体管结构。 0163 示。

46、例1 0164 为了提高图像传感器的相应速度， 可通过提高图像传感器芯片中的行选择器件、 源极跟随器件、 复位器件的运行速度， 从而提高图像传感器的响应速度。 因此， 可通过缩小 集成电路的特征尺寸来提高上述三种器件的运行速度， 进而提高图像传感器的响应速度。 0165 图6示出了一种像素单元， 图7示出了一种像素阵列。 在图像传感器中， 由于感光元 件只能感应光的强度， 无法捕获色彩信息， 因此， 图像传感器还包括位于感光元件上方的彩 色滤光片。 在一些示例中， 可用红绿蓝三色滤光片分别覆盖在四个不同的感光元件上， 其 中， 红色滤光片覆盖第一个像点， 蓝色滤光片覆盖第二个像点， 绿色滤光片。

47、覆盖两个像点， 构成一个彩色像素。 0166 图8为一种图像传感器中晶体管的截面示意图。 该晶体管包括栅极结构100、 隔离 区21、 阱区31。 其中， 阱区31与栅极结构100接触位置的宽度为该晶体管的沟道宽度。 随着晶 体管特征尺寸的不断缩小， 该沟道宽度不断缩小， 使得该晶体管的源区与漏区之间的距离 不断减小， 进而增大了漏电流， 增强了短沟道效应， 严重的会导致晶体管的源极与漏极发生 穿通， 使得晶体管失效， 大大降低了晶体管的器件性能。 0167 如图9所示， 本示例提供了一种图像传感器， 包括： 至少一个像素单元， 所述像素单 元包括： 0168 感光单元， 用于根据接收的光信号。

48、产生信号电荷； 0169 晶体管结构， 与感光单元相连， 用于根据信号电荷输出图像信号； 其中， 晶体管结 构， 包括： 沟道结构、 覆盖在沟道结构预定区域的栅极结构、 位于沟道结构第一端的源极结 构、 位于沟道结构第二端的漏极结构， 第二端为第一端的相反端； 沟道结构包括两条并列设 置的沟道 0170 浮置扩散区， 浮置扩散区与所述感光单元相连， 用于收集所述信号电荷， 产生信号 电位； 0171 晶体管结构， 包括： 复位晶体管， 行选择晶体管， 放大晶体管和传输晶体管； 0172 栅极结构包括： 复位晶体管的栅极， 行选择晶体管的栅极， 放大晶体管的栅极， 传 输晶体管的栅极； 0173。

49、 源极结构包括： 复位晶体管的源极， 行选择晶体管的源极， 放大晶体管的源极， 传 说明书 9/11 页 13 CN 110164886 A 13 输晶体管的源极； 0174 漏极结构包括： 复位晶体管的漏极， 行选择晶体管的漏极和放大晶体管的漏极， 传 输晶体管的漏极； 0175 复位晶体管的栅极与浮置扩散区相连； 放大晶体管的栅极与浮置扩散区相连； 行 选择晶体管与放大晶体管相连； 0176 复位晶体管， 用于通过将浮置扩散区的当前电位切换至初始电位， 以使得浮置扩 散区恢复到初始状态。 0177 放大晶体管， 用于根据信号电位产生图像信号； 0178 行选择晶体管， 用于输出图像信号。 。

50、0179 传输晶体管与感光单元及浮置扩散区相连， 用于将所述信号电荷转移至所述浮置 扩散区。 并且， 传输晶体管的栅极与所述浮置扩散区连接， 并形成两条传输路径； 其中， 两条 传输路径， 用于将浮置扩散区收集的信号电荷传输至晶体管结构。 0180 图10示出了本发明实施例提供的一种晶体管结构的截面示意图 0181 本示例通过FinFET(鳍式场效应晶体管)技术对行选择晶体管、 放大晶体管、 复位 晶体管及传输晶体管进行结构改造， 在行选择晶体管、 放大晶体管、 复位晶体管及传输晶体 管中形成围绕沟道结构的栅极结构， 增大了晶体管栅极结构与沟道结构的接触面积， 增加 了有效沟道宽度， 增大了通。