CMOS影像傳感器的像元結構及其制造方法與流程

本發明涉及半導體器件的制造技術領域，尤其涉及一種CMOS影像傳感器的像元結構及其制造方法。

背景技術：
CMOS影像傳感器由于其與CMOS工藝兼容的特點，從而得到快速發展。相對于CCD工藝，其工藝完全與CMOS工藝兼容，其通過將光敏二極管和CMOS處理電路一起制作在硅襯底上，在保證性能的基礎上大幅度降低了成本，同時可以大幅度提高集成度，制造像素更高的產品。傳統CMOS影像傳感器使用正面光照的方法，將光敏二極管和CMOS處理電路結構一起制作在硅襯底上使用同一層次實現，而芯片互連則制造在CMOS處理電路結構之上，光敏二極管之上為了光線的通過而不進行互連線的排布；這樣整個布線密度全部集中在CMOS處理電路結構部分，而光敏二極管占硅片面積要大于CMOS處理電路結構，這樣需要更高的布線層次來實現功能，但更高的布線層次會引起光線的損耗，引起性能的下降；另外，CMOS工作電壓都比較低，如何在保持低電壓情況下增加耗盡層體積是提高影像傳感器的一個重要問題；近期有人提出使用背光照式技術，將硅片背面減薄，使光線通過硅片背面照射到光敏二極管上，從而提升性能，但整個工藝非常復雜，帶來很高的工藝復雜性和成本。公開號為CN102226996A的中國專利申請提供了一種CMOS影像傳感器及其制造方法，該影像傳感器在襯底上布置了CMOS處理電路結構，并且在CMOS處理電路結構上布置了通過第一導電類型非晶硅材料和第二導電類型非晶硅材料接觸而形成的光敏二極管PN結。然而，同上述申請相似的所有現有技術中，CMOS影像傳感器的像元區域通常只使用一個PN結，因而其耗盡層寬度、厚度相對較小，如果通過高電壓將耗盡層寬度、厚度拉大，那么高電壓又會帶來功耗、工藝等等問題。如何提供一種CMOS影像傳感器的像元結構及其制造方法，在小電壓下就能形成較厚的耗盡層，來提高光吸收，從而提高器件性能，是本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

技術實現要素：
本發明的目的在于彌補上述現有技術的不足，提供一種CMOS影像傳感器的像元結構及其制造方法，在小電壓下就能產生厚耗盡層，利于光吸收，提高器件性能。為實現上述目的，本發明提供一種CMOS影像傳感器的像元結構，其制作于讀取電路或處理電路的頂層之上，所述讀取電路或處理電路的頂層包括介質層和介質層兩邊的各一個通孔，所述像元結構包括：金屬反射層，位于所述介質層之上；金屬假圖形，位于所述金屬反射層之上；金屬連接圖形，包括分別位于兩個所述通孔之上的N型金屬連接圖形和P型金屬連接圖形；多層PN結結構，由P型材料和N型材料錯層疊加于所述金屬反射層、金屬假圖形和金屬連接圖形之上；接觸結構，包括位于N型金屬連接圖形之上的縱向的N型接觸結構和位于P型金屬連接圖形之上的縱向的P型接觸結構，以使得每層N型材料通過N型接觸結構與N型金屬連接圖形電連接，而每層P型材料通過P型接觸結構與P型金屬連接圖形電連接。進一步地，所述金屬假圖形在金屬反射層上形成至少一個凸起，所述多層PN結結構中的每一層P型材料和N型材料在對應處也形成至少一個凸起。進一步地，所述接觸結構的離子摻雜濃度高于多層PN結結構的離子摻雜濃度。進一步地，所述金屬反射層和金屬假圖形均不與金屬連接圖形相接觸，所述多層PN結結構中P型材料不與N型金屬連接圖形相接觸、N型材料不與P型金屬連接圖形相接觸。其中，所述多層PN結結構中的最底層為P型材料或N型材料。進一步地，所述金屬反射層、金屬假圖形和金屬連接圖形選自Al、Ti、TiN、Ta、TaN、Co或Cu。本發明還提供一種CMOS影像傳感器的像元結構的制造方法，所述像元結構制作...