[發明專利]像素、相關聯的圖像傳感器和方法

在審

• 申請號: 202010947311.4
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112825322A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 臧輝;王勤;陳剛
• 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: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

1.一種像素，包括：

半導體襯底，所述半導體襯底具有形成溝槽的襯底頂表面，所述溝槽延伸到所述半導體襯底中并且具有相對于圍繞所述溝槽的所述襯底頂表面的平面區域的溝槽深度；

光電二極管區域，所述光電二極管區域在所述半導體襯底中并且包括(i)所述溝槽下方的底部光電二極管部分，以及(ii)與所述溝槽相鄰的頂部光電二極管部分，所述頂部光電二極管部分開始于小于所述溝槽深度的光電二極管深度處，朝向所述底部光電二極管部分延伸并且鄰接所述底部光電二極管部分，所述光電二極管深度是相對于所述平面區域的；以及

浮動擴散區域，所述浮動擴散區域在所述半導體襯底中，與所述溝槽相鄰，以及遠離所述平面區域延伸到小于所述溝槽深度的結深度；以及

介電層，所述介電層為所述溝槽的襯里，所述介電層的在所述平面區域與所述結深度之間的頂部區域具有頂部厚度，所述介電層的在所述光電二極管深度與所述溝槽深度之間的底部區域具有超過所述頂部厚度的底部厚度。

2.如權利要求1所述的像素，所述介電層具有大于或等于二氧化硅的相對介電常數。

3.如權利要求1所述的像素，所述底部區域包括多個材料層。

4.如權利要求3所述的像素，所述底部區域包括第一介電層和第二介電層，其中所述第一介電層和所述第二介電層由相同的介電材料形成。

5.如權利要求3所述的像素，所述底部區域包括第一介電層和第二介電層，其中所述第一介電層和所述第二介電層由不同的相應介電材料形成。

6.如權利要求1所述的像素，所述底部厚度超過所述頂部厚度至少兩倍。

7.如權利要求6所述的像素，所述底部厚度超過所述頂部厚度兩倍到五倍之間。

8.如權利要求1所述的像素，所述頂部厚度在2納米與10納米之間。

9.如權利要求1所述的像素，所述溝槽深度在0.1微米和0.9微米之間。

10.如權利要求1所述的像素，所述溝槽在平行于所述平面區域的平面中具有0.05微米和0.3微米之間的寬度。

11.如權利要求1所述的像素，所述半導體襯底是p摻雜的，所述光電二極管區域是n摻雜的，以及所述浮動擴散區域是n⁺摻雜的。

12.如權利要求1所述的像素，還包括填充所述溝槽的柵電極材料；所述溝槽、所述介電層和所述柵電極材料形成經由所述底部區域和所述頂部光電二極管部分電連接到所述光電二極管區域的垂直轉移柵。

13.如權利要求12所述的像素，所述柵電極材料包括多晶硅和金屬中的至少一個。

14.一種圖像傳感器，包括多個如權利要求1所述的像素，對于多個像素中的每個像素，其半導體襯底是所述圖像傳感器的相同的半導體襯底的部分。