[發明專利]用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離(DTI)結構

在審

• 申請號: 202011470484.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN113013185A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 臧輝;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: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請案涉及一種用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離DTI結構。用于CMOS圖像傳感器的半導體結構包含具有第一側及第二側的半導體襯底。光電二極管安置于所述半導體襯底中接近于所述第一側。所述光電二極管累積響應于經引導穿過所述第二側的入射光而在所述光電二極管中光生的圖像電荷。深溝槽隔離結構圍封所述光電二極管。所述深溝槽隔離結構從所述第二側朝向所述第一側延伸。所述深溝槽隔離結構包含安置于所述深溝槽隔離結構朝向所述第一側的第一端處的光吸收區域。

技術領域

本發明大體來說涉及圖像傳感器，且特定來說但非排他地，涉及圖像傳感器中的隔離結構。

背景技術

CMOS圖像傳感器(CIS)已變得無所不在。其廣泛地用于數字靜態相機、蜂窩式電話、安全相機以及醫療、汽車及其它應用中。典型圖像傳感器響應于從外部場景反射的圖像光入射于圖像傳感器上而操作。圖像傳感器包含具有光敏元件(例如，光電二極管)的像素陣列，所述光敏元件吸收入射圖像光的一部分且在吸收圖像光之后即刻產生圖像電荷。像素中的每一者的圖像電荷可作為每一光敏元件的隨入射圖像光而變的輸出電壓來測量。換句話說，所產生的圖像電荷量與圖像光的強度成比例，所述圖像光被利用來產生表示外部場景的數字圖像(即，圖像數據)。

用于制造圖像傳感器的技術一直繼續快速地進展。對較高分辨率及較低功率消耗的需求已促進了這些裝置的進一步小型化及集成。隨著對圖像傳感器的需求不斷升高，圖像傳感器中的像素單元的高包裝密度與隔離以及低噪聲性能已變得越來越具有挑戰性。

發明內容

本發明的一個方面涉及一種用于CMOS圖像傳感器的像素結構，其包括：半導體襯底，其具有第一側及與所述第一側相對的第二側；光電二極管，其安置于所述半導體襯底中接近于所述第一側，其中所述光電二極管累積響應于經引導穿過所述第二側的入射光而在所述光電二極管中光生的圖像電荷；及深溝槽隔離結構，其圍封所述半導體襯底中的半導體區域，所述半導體區域中安置有所述光電二極管，其中所述深溝槽隔離結構從所述第二側朝向所述第一側延伸，其中所述深溝槽隔離結構包含安置于所述深溝槽隔離結構朝向所述第一側的第一端處的光吸收區域。

本發明的另一方面涉及一種用于制作用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離結構的方法，其包括：提供具有前側及后側的半導體襯底，光電二極管安置于所述半導體襯底中，其中所述光電二極管累積響應于經引導穿過所述后側的入射光而在所述光電二極管中光生的圖像電荷；提供圍封所述光電二極管的深溝槽，其中所述深溝槽從所述后側朝向所述前側延伸；及在所述深溝槽的端處形成光吸收材料的區域。

附圖說明

參考以下圖描述本發明的非限制性及非窮盡性實施例，其中除非另有規定，否則遍及各個視圖，相似參考編號是指相似部件。

圖1是根據本發明的教示具有用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離結構的半導體結構的一個實例的橫截面圖解。

圖2是根據本發明的教示具有用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離結構的半導體結構的另一實例的橫截面圖解。

圖3是根據本發明的教示具有用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離結構的半導體結構的又一實例的橫截面圖解。

圖4到11是半導體結構的橫截面圖解，其展示根據本發明的教示用于制作用于CMOS圖像傳感器的深溝槽隔離結構的實例工藝。

圖12是圖解說明根據本發明的教示包含具有具深溝槽隔離結構的像素單元的像素陣列的成像傳感器的一個實例的圖式。

遍及圖式的數個視圖，對應參考字符指示對應組件。所屬領域的技術人員將了解，圖中的元件是為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪制。舉例來說，為幫助改善對本發明的各種實施例的理解，各圖中的元件中的一些元件的尺寸可能相對于其它元件而被放大。并且，通常不描繪商業上可行的實施例中有用或必需的常見而眾所周知的元件以便促進對本發明的這些各種實施例的較不受阻礙的觀看。

具體實施方式