[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 202010102519.6
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN112563294A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 高橋誠司
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 薛恒;王琳

1.一種圖像傳感器，包括：

第一光電探測器，設置在半導體襯底內；

第二光電探測器，設置在所述半導體襯底內；

隔離結構，從所述半導體襯底的前側表面延伸到所述半導體襯底的后側表面，其中所述前側表面與所述后側表面相對，且其中所述隔離結構在側向上位于所述第一光電探測器與所述第二光電探測器之間；以及

讀出晶體管，設置在所述半導體襯底的所述前側表面上，其中所述讀出晶體管的第一側上覆在所述第一光電探測器上且所述讀出晶體管的第二側上覆在所述第二光電探測器上，其中所述第一側與所述第二側相對，且其中所述讀出晶體管在所述隔離結構之上連續地延伸。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器，其中所述讀出晶體管包括：

讀出柵極電極，其中所述讀出柵極電極從所述第一光電探測器之上連續地延伸到所述第二光電探測器之上；

第一源極/漏極區，沿所述讀出柵極電極的第一側壁設置；以及

第二源極/漏極區，沿所述讀出柵極電極的所述第一側壁設置，其中所述第一側壁上覆在所述第一光電探測器上。

3.根據權利要求1所述的圖像傳感器，還包括：

浮動擴散節點，設置在所述半導體襯底內且設置在所述第一光電探測器上方；以及

第一轉移晶體管，在側向上鄰近所述浮動擴散節點，其中所述第一轉移晶體管的頂表面與所述讀出晶體管的頂表面齊平，其中所述第一轉移晶體管包括第一轉移柵極電極，且其中所述第一轉移柵極電極的兩個或更多個平面側壁分別面對朝向所述浮動擴散節點的方向。

4.根據權利要求1所述的圖像傳感器，還包括：

第三光電探測器，與所述第一光電探測器相鄰且與所述第二光電探測器沿對角線相對；以及

復位晶體管，設置在所述半導體襯底上且上覆在所述第三光電探測器上，其中所述復位晶體管的第一側壁在側向上與位于所述讀出晶體管的所述第一側上的所述讀出晶體管的第一側壁對齊。

5.一種圖像傳感器，包括：

第一像素傳感器及第二像素傳感器，各自包括多個光電探測器、多個轉移晶體管、及浮動擴散節點，其中所述多個光電探測器設置在半導體襯底內，且其中所述多個轉移晶體管設置在所述半導體襯底的前側表面上且將所述多個光電探測器選擇性地電耦合到所述浮動擴散節點；

隔離結構，設置在所述半導體襯底內，其中所述隔離結構連續地環繞所述第一像素傳感器中的每一光電探測器及所述第二像素傳感器中的每一光電探測器，且其中所述隔離結構完全延伸穿過所述半導體襯底；

源極輸出器晶體管，上覆在所述第一像素傳感器上且由所述第一像素傳感器的所述浮動擴散節點進行門控；以及

行選擇晶體管，上覆在所述第二像素傳感器上且具有電耦合到所述源極輸出器晶體管的源極/漏極區的源極/漏極區。

6.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中所述源極輸出器晶體管從所述第一像素傳感器中的第一光電探測器連續地延伸到所述第二像素傳感器中的第二光電探測器，且其中所述源極輸出器晶體管在設置在所述第一光電探測器與所述第二光電探測器之間的所述隔離結構的段之上連續地延伸。

7.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中所述隔離結構包括淺溝槽隔離結構及深溝槽隔離結構，其中所述淺溝槽隔離結構從所述半導體襯底的前側表面延伸到位于所述前側表面下方的點，其中所述深溝槽隔離結構從所述半導體襯底的后側表面延伸到所述點，且其中所述前側表面與所述后側表面相對。

8.根據權利要求5所述的圖像傳感器，其中所述第一像素傳感器包括第一像素阱及第二像素阱，且其中所述圖像傳感器還包括：

第三像素傳感器，與所述第一像素傳感器相鄰且包括第三像素阱及第四像素阱，其中所述第三像素阱與所述第二像素阱沿對角線相對且所述第四像素阱與所述第一像素阱沿對角線相對；以及

H形配線，具有四個端部，所述四個端部分別上覆在所述第一像素阱、所述第二像素阱、所述第三像素阱及所述第四像素阱上且分別電耦合到所述第一像素阱、所述第二像素阱、所述第三像素阱及所述第四像素阱。