[發明專利]具有深溝槽隔離結構的圖像傳感器像素

在審

• 申請號: 202111357648.0
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN115692436A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 陳剛;張宜;焉逢運
• 申請（專利權）人: 北京弘圖半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N25/76
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 黃威

公開了一種圖像傳感器裝置，圖像傳感器裝置包括具有多個像素區域的襯底，該圖像傳感器裝置還包括位于第一像素區域中的第一光電二極管、耦接至第一光電二極管的源極跟隨晶體管以及耦接至源極跟隨晶體管的選擇晶體管，源極跟隨晶體管和選擇晶體管的其中之一位于不同于第一像素區域的第二像素區域中。源極跟隨晶體管和選擇晶體管可以被設置于不同的像素區域(單元)中，并且，源極跟隨晶體管(和/或選擇晶體管)可被進一步拆分設置于不同的像素區域(單元)中。

優先權數據

本申請要求于2021年7月28日提交的美國臨時專利申請序列號為63/226，509的優先權，其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及圖像傳感器技術，尤其是涉及一種圖像傳感器裝置以及半導體器件結構。

背景技術

圖像傳感器的應用已經變得無處不在。圖像傳感器可以包括以二維形式排布的像素陣列，每個像素包括光電二極管(或其它合適的光電元件)、以及微透鏡。微透鏡將光聚集到光電二極管上，光電二極管再將光轉換為電信號，電信號從圖像傳感器輸出至主機電子設備的其它元件(例如數碼相機、手機、計算機、安全攝像頭、汽車產品、醫療配件或其它電子設備)中，以形成一個圖像。

半導體集成電路(Integrated Circuit，IC)行業經歷了指數級的增長。因IC在材料和設計方面的技術性進步，已經產生了幾代IC，其中，每一代相較于上一代，都具有更小且更復雜的電路。用于制造圖像傳感器的技術(例如互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)圖像傳感器技術)也在不斷進步。對更高分辨率和更低功耗的需求，推動了圖像傳感器進一步向小型化和集成化演變的趨勢，圖像傳感器中相應的像素尺寸也因此被縮小。這種尺寸縮小的趨勢通常為提高生產效率和降低相關成本來帶來了好處，同時，也增加了加工和制造的復雜性。例如，隨著像素尺寸的不斷減小，像素之間的串擾以及干擾可能會更頻繁地發生。用于使像素彼此隔離的深溝槽隔離(Deep Trench Isolation，DTI)結構已被提出，盡管DTI結構抑制了像素之間的串擾以及干擾，但隨著像素間距縮小至亞0.8μm(微米)的大小，DTI結構反而會限制像素中可用于形成晶體管的像素區域，這將以晶體管的性能受到影響作為降低像素尺寸的代價。因此，盡管在傳統方法下設計的圖像傳感器通常已能滿足預期目的，但它們不能在所有方面都令人滿意。

發明內容

在一個示例性的方面中，本公開提供了一種圖像傳感器裝置，包括：

具有多個像素區域的襯底；

位于所述多個像素區域中的第一像素區域的第一光電二極管；

耦接至所述第一光電二極管的源極跟隨晶體管；以及，

耦接至所述源極跟隨晶體管的選擇晶體管，其中，所述源極跟隨晶體管和所述選擇晶體管的其中之一位于所述多個像素區域中不同于所述第一像素區域的第二像素區域中。

在一些實施例中，所述第一像素區域與所述第二像素區域彼此相鄰。

在一些實施例中，所述源極跟隨晶體管包括位于所述多個像素區域中的兩個相鄰像素區域里的兩個子晶體管，其中，所述兩個相鄰像素區域的其中之一為所述第一像素區域。

在一些實施例中，所述兩個子晶體管串聯連接。

在一些實施例中，所述兩個子晶體管并聯連接。

在一些實施例中，所述源極跟隨晶體管包括位于所述多個像素區域中的四個相鄰像素區域里的四個子晶體管，其中，所述四個相鄰像素區域的其中之一為所述第一像素區域。

在一些實施例中，所述四個子晶體管包括串聯連接的第一和第二子晶體管以及串聯連接的第三和第四子晶體管，其中，所述第一和第二子晶體管與所述第三和第四子晶體管并聯連接。