[發(fā)明專(zhuān)利]圖像傳感器、成像系統(tǒng)及圖像傳感器制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710066810.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107305901B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾群詠;劉家穎;楊武璋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 齊楊

1.一種圖像傳感器像素，其包括：

光電二極管，其安置在半導(dǎo)體材料中；

摻雜區(qū)，其安置在所述半導(dǎo)體材料中且至少部分圍繞所述光電二極管，其中所述摻雜區(qū)包含所述半導(dǎo)體材料的摻雜部分；以及

深溝槽隔離(DTI)結(jié)構(gòu)，其至少部分圍繞所述光電二極管，其中所述DTI結(jié)構(gòu)安置在所述摻雜區(qū)內(nèi)且包含：

SiGe層，其安置在所述DTI結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上；

高k電介質(zhì)，其安置在所述SiGe層上，其中所述SiGe層安置在所述摻雜區(qū)與所述高k電介質(zhì)之間；以及

填充材料，其中所述高k電介質(zhì)安置在所述SiGe層與所述填充材料之間，其中所述高k電介質(zhì)電耦合到所述SiGe層以在所述SiGe層與所述摻雜區(qū)之間的界面處誘發(fā)正電荷積累，

其中所述SiGe層和所述高k電介質(zhì)的一部分沿著所述半導(dǎo)體材料的平面區(qū)域從包含于所述DTI結(jié)構(gòu)中的第一DTI結(jié)構(gòu)的所述側(cè)壁中的其中一者橫向延伸至所述光電二極管，其中所述SiGe層和所述高k電介質(zhì)的所述部分與所述光電二極管光學(xué)對(duì)準(zhǔn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述SiGe層包含P型摻雜劑，所述摻雜區(qū)包含P型摻雜劑，且所述光電二極管包含N型摻雜劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述填充材料包含金屬或氧化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器像素，其中所述摻雜區(qū)及所述DTI結(jié)構(gòu)環(huán)繞所述光電二極管并且安置成與所述光電二極管的橫向邊緣相距一定距離。

5.一種成像系統(tǒng)，其包括：

多個(gè)光電二極管，其包括第一光電二極管，其安置在半導(dǎo)體材料中；

安置在所述多個(gè)光電二極管中的個(gè)別光電二極管之間的摻雜區(qū)；以及

深溝槽隔離(DTI)結(jié)構(gòu)，其包括第一DTI結(jié)構(gòu)，其安置在所述摻雜區(qū)中，其包含：

窄帶隙半導(dǎo)體材料，其安置在所述(DTI)結(jié)構(gòu)中，其中所述窄帶隙半導(dǎo)體材料具有比所述半導(dǎo)體材料更窄的帶隙；

填充材料，其安置在所述(DTI)結(jié)構(gòu)中；以及

高k電介質(zhì)，其安置在所述窄帶隙半導(dǎo)體材料與所述填充材料之間，其中所述高k電介質(zhì)電耦合到所述窄帶隙半導(dǎo)體材料，以在所述摻雜區(qū)與所述窄帶隙半導(dǎo)體材料之間的界面處誘發(fā)正電荷積累，其中所述窄帶隙半導(dǎo)體材料和所述高k電介質(zhì)的一部分沿著所述半導(dǎo)體材料的平面區(qū)域從所述第一DTI結(jié)構(gòu)內(nèi)橫向延伸至所述第一光電二極管，其中所述部分與所述第一光電二極管光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，其中所述部分耦合在所述第一DTI結(jié)構(gòu)和包含于所述DTI結(jié)構(gòu)中的相鄰的第二DTI結(jié)構(gòu)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中所述摻雜區(qū)包含摻雜半導(dǎo)體材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像系統(tǒng)，其中所述摻雜區(qū)包含P型摻雜劑，且所述多個(gè)光電二極管包含N型摻雜劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中所述DTI結(jié)構(gòu)至少部分圍繞所述多個(gè)光電二極管中的個(gè)別光電二極管。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括耦合到所述多個(gè)光電二極管的控制電路及讀出電路，其中所述控制電路控制所述多個(gè)光電二極管的操作，且所述讀出電路從所述多個(gè)光電二極管讀出圖像數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中所述高k電介質(zhì)包含具有負(fù)表面電荷的電介質(zhì)材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中所述窄帶隙半導(dǎo)體材料包含摻雜P的SiGe。

12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成像系統(tǒng)，其中所述填充材料包含金屬或氧化物。