[發明專利]具有混合深溝槽隔離的圖像傳感器

有效

• 申請號: 201711061711.X
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN108022939B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 熊志偉;毛杜立;文森特·韋內齊亞;陳剛;戴森·H·戴
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請案涉及具有混合深溝槽隔離DTI的圖像傳感器。所述圖像傳感器包含安置于半導體材料中所述半導體材料的第一側與第二側之間的多個光電二極管。所述圖像傳感器還包含安置于所述半導體材料中的多個混合DTI結構，其中所述多個光電二極管中的個別光電二極管由個別混合DTI結構分離。所述個別混合DTI結構包含從所述半導體材料的所述第一側朝向所述第二側延伸的淺部分，且所述淺部分包含電介質區及金屬區，使得所述電介質區的至少一部分安置于所述半導體材料與所述金屬區之間。所述混合DTI結構還包含深部分，所述深部分從所述淺部分延伸且安置于所述淺部分與所述半導體材料的所述第二側之間。

技術領域

本發明大體來說涉及半導體圖像傳感器，且特定來說但不排外地涉及具有混合深溝槽隔離結構的半導體圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器已變得無所不在。其廣泛地用于數字靜態相機、蜂窩式電話、安全攝像機以及醫學、汽車及其它應用中。由于對更高解析度、更低電力消耗、增大動態范圍等的不斷增加的需求，圖像傳感器的裝置架構已持續快速地發展。這些需求也已促進了圖像傳感器在這些裝置中的進一步小型化及集成。

典型的圖像傳感器如下操作。來自外部場景的圖像光入射于圖像傳感器上。圖像傳感器包含多個光敏元件，使得每一光敏元件吸收一部分入射圖像光。圖像傳感器中所包含的光敏元件(例如光電二極管)各自在吸收圖像光之后即刻產生圖像電荷。所產生的圖像電荷量與圖像光的強度成比例。所產生的圖像電荷可用于產生表示外部場景的圖像。

圖像傳感器的小型化可致使鄰近光敏元件之間的距離減小。隨著光敏元件之間的距離減小，光敏元件之間發生串擾的可能性及串擾量值可能增大。

發明內容

在一個方面中，本發明涉及一種圖像傳感器。所述圖像傳感器包括：多個光電二極管，其安置于半導體材料中在所述半導體材料的第一側與第二側之間；及多個混合深溝槽隔離(DTI)結構，其安置于所述半導體材料中，其中所述多個光電二極管中的個別光電二極管是由所述多個混合DTI結構中的個別混合DTI結構分離，所述個別混合DTI結構中的每一者包含：淺部分，其從所述半導體材料的所述第一側朝向所述第二側延伸，其中所述淺部分包含電介質區及金屬區，使得所述電介質區的至少一部分安置于所述半導體材料與所述金屬區之間；及深部分，其從所述淺部分延伸且安置于所述淺部分與所述半導體材料的所述第二側之間。

在另一方面中，本發明涉及一種圖像傳感器制作方法。所述方法包括：提供半導體材料，所述半導體材料具有第一側及與所述第一側相對的第二側；蝕刻出從所述半導體材料的所述第一側朝向所述第二側延伸的多個第一溝槽；加寬所述多個第一溝槽中的每一者中的接近所述半導體材料的所述第一側的淺部分，其中所述多個第一溝槽中的深部分安置于所述淺部分與所述半導體材料的所述第二側之間；在所述多個第一溝槽中的所述深部分及所述淺部分內沉積電介質材料；在所述淺部分區內沉積金屬，使得所述電介質材料的至少一部分安置于所述金屬與所述半導體材料之間；及形成多個光電二極管，所述多個光電二極管安置于所述半導體材料中在所述第一側與所述第二側之間，其中所述多個光電二極管中的個別光電二極管由所述多個第一溝槽中的個別第一溝槽分離。

附圖說明

參考以下各圖描述本發明的非限制性及非窮盡性實例，其中除非另有規定，否則在所有各個視圖中相似參考編號指代相似零件。

圖1A是根據本發明的教示的具有混合深溝槽隔離結構的實例性圖像傳感器的橫截面圖解說明。

圖1B是根據本發明的教示圖1A的圖像傳感器中所包含的實例性混合深溝槽隔離結構的經放大圖解說明。

圖1C是根據本發明的教示的圖1A中的圖像傳感器的實例性電路圖。

圖2是圖解說明根據本發明的教示包含圖1A的圖像傳感器的成像系統的一個實例的框圖。

圖3A到3K圖解說明根據本發明的教示的針對圖1A的圖像傳感器的成像系統制作的實例性方法。