[发明专利]背侧照明式传感器像素结构

说明书

本申请案针对背侧照明式传感器像素结构。在一个实施例中，一种图像传感器包含多个光电二极管，其布置为像素阵列的行及列，安置在半导体衬底中。所述像素阵列的个别光电二极管经配置以通过所述半导体衬底的背侧接收传入光。所述个别光电二极管具有扩散区域，其形成于外延区域中，及多个存储节点(SG)，其安置在所述半导体衬底的前侧上并形成于所述外延区域中。具有多个不透明隔离元件的不透明隔离层安置为接近于所述半导体衬底的所述前侧且接近于所述多个光电二极管的所述扩散区域。所述不透明隔离元件经配置以阻挡传入光从所述半导体衬底的所述背侧朝向所述存储节点的路径。

技术领域

本发明一般来说涉及图像传感器的设计，且特定来说涉及减少光学串扰的图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机，以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术持续大步前进。举例来说，对较高图像传感器分辨率及较低电力消耗的需求激励图像传感器进一步小型化并集成到数字装置中。

随着图像传感器的分辨率增加，光电二极管之间的间距通常减小，从而导致更窄及更深的光电二极管。这些更紧密堆积的光电二极管更容易受到由杂散光导致的光学噪声的影响。举例来说，在照明目标光电二极管之后，传入光可被反射向相邻光电二极管，因此增加那些光电二极管的信号噪声的水平。杂散光也可由来自敷金属层的光反射产生。

在一些应用中，从半导体裸片的半导体衬底的背侧照明式光电二极管。由杂散光产生的噪声对于背侧照明式光电二极管可甚至更为显著，因为其半导体区域(由图像传感器的前侧处的电布线层屏蔽得更少)更多地暴露于杂散光。因此，图像传感器的准确度或适用性范围可受到限制。

发明内容

在一个方面中，本申请案针对一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其布置为像素阵列的行及列，安置在半导体衬底中，其中所述像素阵列的个别光电二极管经配置以通过所述半导体衬底的背侧接收传入光，其中所述半导体衬底的前侧与所述背侧相对，其中所述个别光电二极管包括形成于外延区域中的扩散区域；多个存储节点(SG)，其安置在所述半导体衬底的前侧上并形成于所述外延区域中；多个转移门(TX)，其安置为接近于所述半导体衬底的所述前侧，所述多个转移门经配置以将所述多个光电二极管耦合到所述多个存储节点，所述转移门中的每一者经配置以将由每一经耦合光电二极管产生的图像电荷操作地转移到每一相应存储节点；及不透明隔离层，其具有安置为接近于所述半导体衬底的所述前侧且接近于所述多个光电二极管的所述扩散区域的多个不透明隔离元件，其中所述多个不透明隔离元件经配置以阻挡传入光的至少一部分从所述半导体衬底的所述背侧朝向所述多个存储节点(SG)的路径。

在另一方面中，本申请案针对一种用于制造图像传感器的像素单元的方法，所述方法包括：提供半导体衬底，其中所述半导体衬底具有第一侧及第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对；接近于所述半导体衬底的所述第一侧形成不透明隔离元件；接近于所述半导体衬底的所述第一侧生长外延层，其中所述外延层嵌入所述不透明隔离元件；及在所述不透明隔离元件与所述半导体衬底的所述第二侧之间形成光电二极管。

附图说明

参考以下各图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有规定，否则贯穿各个视图，相似元件符号指代相似部件。

图1是根据本发明技术的实施例的实例图像传感器的框图。

图2是根据本发明技术的实施例的实例光电二极管的部分分解视图。

图3是根据本发明技术的实施例具有不透明隔离元件的实例光电二极管的部分分解视图。

图4展示根据本发明技术的实施例的不透明隔离元件的横截面图。

图5是根据本发明技术的实施例的制造工艺的示意图。

图6是根据本发明技术的实施例的制造工艺的流程图。