[發(fā)明專利]圖像傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010691031.1
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN112242410A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·羅伊;A·蘇勒
• 申請（專利權(quán)）人: 意法半導體（克洛爾2）公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 董莘

1.一種圖像傳感器，所述圖像傳感器包括多個像素，每個像素包括:

第一導電類型的摻雜光敏區(qū)域，在半導體襯底中豎直地延伸；

第一電荷收集區(qū)域，比所述光敏區(qū)域更重地摻雜有所述第一導電類型，所述電荷收集區(qū)域在所述襯底中從所述襯底的上表面豎直地延伸，并且被布置在所述光敏區(qū)域上方；以及

豎直堆疊，包括豎直傳輸柵極和豎直電絕緣壁，所述堆疊穿過所述襯底，并且與所述第一電荷收集區(qū)域接觸，所述豎直傳輸柵極被布置在所述襯底的所述上表面處，并且比所述電荷收集區(qū)域更深地穿透到所述襯底中，其中所述豎直傳輸柵極包括柵極電極和柵極電介質(zhì)，所述柵極電極和所述柵極電介質(zhì)被布置在所述豎直電絕緣壁上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個像素還包括豎直電絕緣結(jié)構(gòu)，所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)穿過所述襯底，并且橫向地界定所述光敏區(qū)域和所述像素。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個堆疊的所述豎直傳輸柵極對于兩個相鄰像素是共用的，所述堆疊與所述兩個相鄰像素的所述電荷收集區(qū)域接觸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述多個像素中的至少一個像素還包括：

豎直電絕緣結(jié)構(gòu)，穿過所述襯底，并且將所述光敏區(qū)域劃分為第一半部和第二半部；以及

第二電荷收集區(qū)域，比所述光敏區(qū)域更重地摻雜有所述第一導電類型，在所述襯底中從所述上表面豎直地延伸，所述像素的所述第一光敏區(qū)域和所述第二光敏區(qū)域分別被布置在所述光敏區(qū)域的所述第一半部和所述第二半部上方。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其中所述至少一個像素的所述堆疊與所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)對齊，并且與所述第二電荷收集區(qū)域接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個像素還包括豎直電絕緣結(jié)構(gòu)，所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)穿過所述襯底，并且橫向地界定所述光敏區(qū)域和所述像素，其中所述豎直電絕緣壁是所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)的一部分。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個像素還包括豎直電絕緣結(jié)構(gòu)，所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)穿過所述襯底，并且橫向地界定所述光敏區(qū)域和所述像素，其中所述豎直電絕緣結(jié)構(gòu)沿其整個高度連續(xù)地被所述襯底的一部分、所述堆疊、和所述襯底的另一部分中斷。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述壁由以下項形成：

至少一種絕緣材料；或者

至少一種導電材料和至少一層絕緣層，所述至少一層絕緣層將所述襯底與所述至少一種導電材料電絕緣。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中在每個像素中，所述柵極電介質(zhì)將所述襯底與所述豎直傳輸柵極的所述柵極電極電絕緣，并且完全覆蓋所述柵極電極的下表面。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個像素還包括所述第二導電類型的摻雜阱，所述摻雜阱在所述襯底中從所述上表面延伸到所述光敏區(qū)域。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的傳感器，其中在每個像素中，所述豎直傳輸柵極穿透到所述襯底中，至少向下穿透到所述阱的下表面的層級。

12.一種制造圖像傳感器像素的方法，包括：

通過摻雜半導體襯底的上表面的一部分來形成電荷收集區(qū)域，所述半導體襯底包括第一導電類型的摻雜光敏區(qū)域，所述電荷收集區(qū)域在所述光敏區(qū)域上方，并且比所述光敏區(qū)域更重地摻雜有所述第一導電類型；以及

形成豎直堆疊，所述豎直堆疊包括豎直傳輸柵極和豎直電絕緣壁，所述堆疊穿過所述襯底，并且與所述第一電荷收集區(qū)域接觸，所述豎直傳輸柵極被布置在所述襯底的所述上表面處，并且比所述電荷收集區(qū)域更深地穿透到所述襯底中，其中所述豎直傳輸柵極包括被布置在所述豎直電絕緣壁上的柵極電極和柵極電介質(zhì)。