[發明專利]一種圖像傳感器結構

在審

• 申請號: 202010856280.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN112133714A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 康曉旭;邱佳夢;唐晨晨
• 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: 張磊;吳世華

1.一種圖像傳感器結構，其特征在于，自下而上包括：襯底和介質層；所述襯底上設有第一光敏感器件，所述介質層上設有金屬互連層和第二光敏感器件，所述第二光敏感器件設于一溝槽中，所述溝槽位于所述第一光敏感器件上方的所述介質層中，所述第二光敏感器件通過所述溝槽耦合所述第一光敏感器件，并通過所述金屬互連層引出；其中，所述第一光敏感器件和第二光敏感器件中分別含有多個沿水平分布且相耦合的pn結。

2.根據權利要求1所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第一光敏感器件交替設有多個第一N型光敏區和第一P型區，形成多個第一pn結，各所述第一N型光敏區自其下端相連為一體，將所述第一P型區的下端包圍，各所述第一P型區自其上端相連為一體，并覆蓋在所述第一pn結的表面上；所述第二光敏感器件交替設有多個第二N型光敏區和第二P型區，形成多個第二pn結，各所述第二N型光敏區自其上端相連為一體，并覆蓋在所述第二pn結的表面上，各所述第二P型區自其下端相連為一體，并覆蓋在所述溝槽的底面上，所述第一光敏感器件與所述第二光敏感器件之間設有隔離層，所述第二P型區穿過所述隔離層連接所述第一P型區。

3.根據權利要求2所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第一pn結一側的所述襯底上設有第三P型區，所述第三P型區中設有淺溝槽隔離，用于將用于感光的所述第一N型光敏區與外界其他區域隔離，所述第二P型區穿過所述隔離層連接所述第三P型區，所述第三P型區沿所述淺溝槽隔離底部及側壁延伸至與所述第一P型區相連。

4.根據權利要求3所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第三P型區上設有硅化物區，所述第三P型區通過所述硅化物區連接所述金屬互連層。

5.根據權利要求4所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第二P型區通過所述隔離層設有的打開區域連接所述第三P型區和所述硅化物區。

6.根據權利要求2所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第二N型光敏區和所述介質層的表面上覆蓋有第四P型區，所述第四P型區的一側中設有第五P型區，所述第五P型區下端自所述第四P型區伸出，并連接位于所述介質層中的所述金屬互連層。

7.根據權利要求6所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第四P型區上覆蓋有介質保護層。

8.根據權利要求6所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述襯底為P^-型摻雜襯底，所述第三P型區和所述第五P型區為P⁺型摻雜區，所述第四P型區為P^-型摻雜區，所述第一P型區位于所述第一pn結中的部分為P型摻雜區，所述第一P型區覆蓋在所述第一pn結表面上的部分為P⁺型摻雜區，所述第二P型區位于所述第二pn結中的部分為P型摻雜區，所述第二P型區位于所述溝槽底面上的部分為P⁺型摻雜區，所述第一N型光敏區和所述第二N型光敏區為N型摻雜區；所述第二N型光敏區、所述第二P型區和所述第四P型區材料為非晶硅。

9.根據權利要求2所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第二P型區還自所述溝槽的底部上延伸至所述溝槽的側壁上，并自所述溝槽的一側側壁上方延伸至所述介質層的表面上，與所述第四P型區和第五P型區相連。

10.根據權利要求2或7所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第二N型光敏區依次穿過所述第二P型區、所述隔離層和所述第一P型區連接所述第一N型光敏區。

11.根據權利要求10所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述襯底上設有第一傳輸晶體管，所述第一光敏感器件耦合所述第一傳輸晶體管。

12.根據權利要求7所述的圖像傳感器結構，其特征在于，所述第二N型光敏區通過所述隔離層與所述第一P型區和所述第一N型光敏區相分離。