[發明專利]一種提高光利用率的圖像傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710355855.X
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107240592B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 龜井誠司
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

1.一種提高光利用率的圖像傳感器，包括集成襯底單元和交替隔離層，所述交替隔離層位于所述集成襯底單元的上方，所述集成襯底單元中包括光電二極管和填充層，所述填充層位于所述光電二極管的上方，其特征在于，還包括光通道溝槽和光通道，通過刻蝕位于光電二極管上方的交替隔離層和填充層形成所述光通道溝槽，所述光通道溝槽由位于所述交替隔離層中的光通道溝槽Ⅰ和位于所述填充層中的光通道溝槽Ⅱ組成，所述光通道溝槽Ⅰ的下表面和光通道溝槽Ⅱ的上表面完全重合，所述光通道溝槽Ⅰ的側壁垂直，且在水平方向上的橫截面積大于光電二極管的采光區域，所述光通道溝槽Ⅱ為錐形光通道溝槽，且兩邊側壁與所述光通道溝槽Ⅱ的底邊呈相同的鈍角，所述光通道溝槽Ⅱ的側壁上沉積有反射薄膜，所述光通道填充在所述光通道溝槽中。

2.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述集成襯底單元還包括半導體襯底、N溝道阻止層、淺溝道隔離、P型埋層、P阱區、光電二極管N型區、光電二極管P型區、柵氧化層、轉移柵電極、重置柵電極、熱氧化層、N型輕摻雜區、N型源漏區、光電二極管保護膜、填充層、接觸孔和鎢塞。

3.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述光電二極管包括光電二極管P型區和光電二極管N型區，所述光電二極管的采光區域為靠近所述填充層的光電二極管P型區在水平方向上的區域。

4.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述反射薄膜為兩邊薄中間厚具有固定曲率的凸面。

5.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述反射薄膜為TiN。

6.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述反射薄膜為Al₂O₃。

7.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述交替隔離層為SiN隔離層和SiO₂隔離層交替沉積形成。

8.根據權利要求1所述的一種提高光利用率的圖像傳感器，其特征在于，所述光通道為SiN填充而成。

9.一種制備權利要求1所述的提高光利用率的圖像傳感器的方法，包括以下步驟：

S01制作含有光電二極管和填充層的集成襯底單元，且填充層位于光電二極管的上面；

S02在填充層的上面形成交替隔離層；

S03在光電二極管上方的交替隔離層中刻蝕出側壁垂直的光通道溝槽Ⅰ，且光通道溝槽Ⅰ在水平方向上的橫截面積大于光電二極管的采光區域；

S04在光電二極管上方的填充層中刻蝕出光通道溝槽Ⅱ，光通道溝槽Ⅱ的兩邊側壁與其底邊呈相同的鈍角，并且光通道溝槽Ⅰ的下表面和光通道溝槽Ⅱ的上表面完全重合，在所述光通道溝槽Ⅱ的側壁上沉積反射薄膜；

S05對上述刻蝕之后的光通道溝槽Ⅰ和光通道溝槽Ⅱ進行填充，形成光通道。