[發(fā)明專利]暗像素結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810418176.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN108831897B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋輝;錢俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發(fā)明公開了一種暗像素結(jié)構(gòu)包括：感光區(qū)，在感光區(qū)的正上方至少覆蓋有兩層金屬層；在各金屬層之間以及金屬層和感光區(qū)之間隔離有介質(zhì)層；金屬層覆蓋在感光區(qū)的正上方防止光線垂直照射到感光區(qū)中；在金屬層之間形成有帶狀通孔結(jié)構(gòu)，帶狀通孔結(jié)構(gòu)的金屬防止光線從側(cè)面進(jìn)入到金屬層之間并在金屬層之間的介質(zhì)層中傳播并進(jìn)而進(jìn)入到感光區(qū)中。本發(fā)明能防止光從側(cè)面照入到感光區(qū)，防止串?dāng)_。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路，特別是涉及一種暗像素結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)由像素(Pixel)單元電路和CMOS電路構(gòu)成，相對(duì)于CCD圖像傳感器，CMOS圖像傳感器因?yàn)椴捎肅MOS標(biāo)準(zhǔn)制作工藝，因此具有更好的可集成度，可以與其他數(shù)模運(yùn)算和控制電路集成在同一塊芯片上，更適應(yīng)未來的發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)有CMOS圖像傳感器的像素單元電路所含晶體管數(shù)目，其主要分為3T型結(jié)構(gòu)和4T型結(jié)構(gòu)。

像素單元通過感光二極管感光實(shí)現(xiàn)將光電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。

在CMOS圖像傳感器中除了需要設(shè)置用于感光的像素單元之外，還需要設(shè)置不感光的像素單元即暗像素，暗像素用于檢測沒有光信號(hào)時(shí)的輸出信號(hào)即檢測像素單元的本底噪聲，這樣將感光的像素單元的輸出信號(hào)減去本底噪聲就能得到真實(shí)的輸出信號(hào)，提高圖像質(zhì)量。

現(xiàn)有暗像素結(jié)構(gòu)僅是通過金屬層對(duì)感光區(qū)進(jìn)行正面覆蓋，通過金屬層對(duì)光的屏蔽來防止光垂直射入到感光區(qū)中。但是光線在介質(zhì)層中存在反射與折射現(xiàn)象,因此光線會(huì)在介質(zhì)層間傳導(dǎo),會(huì)有部分光線會(huì)從側(cè)面照入感光區(qū),形成串?dāng)_.

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種暗像素結(jié)構(gòu)，能防止光從側(cè)面照入到感光區(qū)，防止串?dāng)_。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的暗像素結(jié)構(gòu)包括：

感光區(qū)，在所述感光區(qū)的正上方至少覆蓋有兩層金屬層。

在各所述金屬層之間以及所述金屬層和所述感光區(qū)之間隔離有介質(zhì)層。

所述金屬層覆蓋在所述感光區(qū)的正上方防止光線垂直照射到所述感光區(qū)中。

在所述金屬層之間形成有帶狀通孔結(jié)構(gòu)，所述帶狀通孔結(jié)構(gòu)的金屬防止光線從側(cè)面進(jìn)入到所述金屬層之間并在所述金屬層之間的介質(zhì)層中傳播并進(jìn)而進(jìn)入到所述感光區(qū)中。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述感光區(qū)形成于有源區(qū)中。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述金屬層的覆蓋的面積小于等于所述感光區(qū)的面積。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述帶狀通孔結(jié)構(gòu)在所述金屬層的邊緣內(nèi)側(cè)環(huán)繞成一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述有源區(qū)由通過場氧隔離出來的半導(dǎo)體襯底組成。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述介質(zhì)層的材料包括氧化硅或氮化硅。

進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述金屬層的材料包括Al或銅，所述帶狀通孔結(jié)構(gòu)中填充的金屬包括Al或銅。

本發(fā)明在感光區(qū)的正上方設(shè)置金屬層的基礎(chǔ)上，在金屬層之間還設(shè)置有帶狀通孔結(jié)構(gòu)，帶狀通孔結(jié)構(gòu)的金屬能防止光線從側(cè)面進(jìn)入到金屬層之間并在金屬層之間的介質(zhì)層中傳播并進(jìn)而進(jìn)入到感光區(qū)中，所以，本發(fā)明能在金屬層防止光線垂直進(jìn)入到感光區(qū)的基礎(chǔ)上，還能防止光從側(cè)面照入到感光區(qū)，從而能防止串?dāng)_。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是現(xiàn)有暗像素結(jié)構(gòu)產(chǎn)生光串?dāng)_的示意圖；

圖2A是本發(fā)明實(shí)施例暗像素結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2B是沿圖2A的AA線的剖面圖；