[发明专利]制作像素阵列的方法

说明书

制作像素阵列的方法。多色高动态范围图像传感器至少包括：第一组合彩色像素，具有第一滤色器；及相邻的第二组合彩色像素，具有与第一滤色器不同的第二滤色器，其中每一组合彩色像素包括具有至少两个相邻的光电二极管的至少两个子像素。在每一组合彩色像素内存在介电性深沟槽隔离(d‑DTI)结构，以隔离具有相同的滤色器的两个相邻的子像素的两个相邻的光电二极管以防止发生电串扰。在具有不同的滤色器的两个相邻的组合彩色像素之间存在混合深沟槽隔离(h‑DTI)结构，以隔离具有不同的滤色器的两个相邻的子像素的两个相邻的光电二极管，以防止发生光学串扰及电串扰二者。每一组合彩色像素在所有侧上被混合深沟槽隔离(h‑DTI)结构封闭。

技术领域

本发明大体来说涉及半导体图像传感器，且具体来说但不仅仅涉及高动态范围图像传感器中的像素隔离结构。

背景技术

图像传感器已得到广泛应用。图像传感器广泛地用于静态式数字照相机、蜂窝式电话、安全照相机以及医疗应用、汽车应用及其他应用中。典型的图像传感器是如下运作的。图像光从外部场景入射在图像传感器上。图像传感器包括多个感光组件，每一感光组件吸收入射图像光的一部分。图像传感器中所包括的每一感光组件(例如，光电二极管)在吸收图像光之后生成图像电荷。所生成的图像电荷量与图像光的强度成比例。所生成的图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。

由于对更高分辨率、更低电力消耗、大的动态范围等要求越来越高，因此图像传感器的装置架构已持续长足进步。这些要求也已促进了图像传感器在这些装置中的进一步小型化及集成。对于高动态范围图像传感器来说，通常使用组合像素来感测个别的电磁辐射波长以适应各种各样的照明状况。举例来说，在组合红色像素中，一个子像素可用于感测亮的红色光条件，而另一子像素可用于感测暗的红色光条件。图像传感器小型化可使得邻近感光组件之间的距离减小。由于感光组件之间的距离减小，因此感光组件之间发生光学串扰及电串扰的可能性及量值可增大。

发明内容

根据本发明的实施例，制作像素阵列的方法，至少包括下列步骤：提供半导体材料，半导体材料具有第一侧及与第一侧相对的第二侧；蚀刻出至少两个第一沟槽结构及至少一个第二沟槽结构，其中所有沟槽均具有相同的几何结构且均从半导体材料的第一侧朝半导体材料的第二侧延伸；加宽第二沟槽结构，以形成与半导体材料的第一侧邻近的浅的部分以及设置在浅的部分与半导体材料的第二侧之间的深的部分；在第二沟槽结构的深的部分及浅的部分内以及在两个第一沟槽结构内沉积介电材料；在第二沟槽结构的浅的部分的区内沉积金属，使得浅的部分内的介电材料设置在金属与半导体材料之间；在半导体材料中设置第一组合像素，第一组合像素在半导体材料的第一侧与第二侧之间，其中第一组合像素包括被配置成接收第一波长的光的至少两个相邻的第一感光组件，且其中第一沟槽结构中的一者设置在两个相邻的第一感光组件之间；在半导体材料中设置第二组合像素，第二组合像素在半导体材料的第一侧与第二侧之间，其中第二组合像素包括被配置成接收第二波长的光的至少两个相邻的第二感光组件，其中第一沟槽结构中的另一者设置在两个相邻的第二感光组件之间；以及其中第一组合像素相邻于第二组合像素，且第二沟槽结构设置在第一组合像素与第二组合像素之间。

在根据本发明的实施例的方法中，第二沟槽结构的浅的部分从半导体材料的第一侧朝半导体材料的第二侧渐缩，使得第二沟槽结构的与半导体材料的第一侧邻近的浅的部分的宽度大于第二沟槽结构的与半导体材料的第二侧邻近的深的部分的宽度。

在根据本发明的实施例的方法中，沉积在第二沟槽结构的浅的部分内的金属的至少一部分比第二沟槽结构的深的部分宽。

在根据本发明的实施例的方法中，金属从半导体材料的第一侧朝第二沟槽结构的深的部分渐缩，使得离轴入射光的光线穿过半导体材料的第一侧传播并被金属朝第一感光组件及第二感光组件中的一者反射。

在根据本发明的实施例的方法中，第一波长与第二波长不同。

在根据本发明的实施例的方法中，介电材料是负电荷介电材料中的一种或者正电荷介电材料中的一种。