[发明专利]用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离(DTI)结构

说明书

本申请案涉及一种用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离DTI结构。用于CMOS图像传感器的半导体结构包含具有第一侧及第二侧的半导体衬底。光电二极管安置于所述半导体衬底中接近于所述第一侧。所述光电二极管累积响应于经引导穿过所述第二侧的入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷。深沟槽隔离结构围封所述光电二极管。所述深沟槽隔离结构从所述第二侧朝向所述第一侧延伸。所述深沟槽隔离结构包含安置于所述深沟槽隔离结构朝向所述第一侧的第一端处的光吸收区域。

技术领域

本发明大体来说涉及图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及图像传感器中的隔离结构。

背景技术

CMOS图像传感器(CIS)已变得无所不在。其广泛地用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全相机以及医疗、汽车及其它应用中。典型图像传感器响应于从外部场景反射的图像光入射于图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光之后即刻产生图像电荷。像素中的每一者的图像电荷可作为每一光敏元件的随入射图像光而变的输出电压来测量。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，所述图像光被利用来产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

用于制造图像传感器的技术一直继续快速地进展。对较高分辨率及较低功率消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。随着对图像传感器的需求不断升高，图像传感器中的像素单元的高包装密度与隔离以及低噪声性能已变得越来越具有挑战性。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种用于CMOS图像传感器的像素结构，其包括：半导体衬底，其具有第一侧及与所述第一侧相对的第二侧；光电二极管，其安置于所述半导体衬底中接近于所述第一侧，其中所述光电二极管累积响应于经引导穿过所述第二侧的入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷；及深沟槽隔离结构，其围封所述半导体衬底中的半导体区域，所述半导体区域中安置有所述光电二极管，其中所述深沟槽隔离结构从所述第二侧朝向所述第一侧延伸，其中所述深沟槽隔离结构包含安置于所述深沟槽隔离结构朝向所述第一侧的第一端处的光吸收区域。

本发明的另一方面涉及一种用于制作用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离结构的方法，其包括：提供具有前侧及后侧的半导体衬底，光电二极管安置于所述半导体衬底中，其中所述光电二极管累积响应于经引导穿过所述后侧的入射光而在所述光电二极管中光生的图像电荷；提供围封所述光电二极管的深沟槽，其中所述深沟槽从所述后侧朝向所述前侧延伸；及在所述深沟槽的端处形成光吸收材料的区域。

附图说明

参考以下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，否则遍及各个视图，相似参考编号是指相似部件。

图1是根据本发明的教示具有用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离结构的半导体结构的一个实例的横截面图解。

图2是根据本发明的教示具有用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离结构的半导体结构的另一实例的横截面图解。

图3是根据本发明的教示具有用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离结构的半导体结构的又一实例的横截面图解。

图4到11是半导体结构的横截面图解，其展示根据本发明的教示用于制作用于CMOS图像传感器的深沟槽隔离结构的实例工艺。

图12是图解说明根据本发明的教示包含具有具深沟槽隔离结构的像素单元的像素阵列的成像传感器的一个实例的图式。

遍及图式的数个视图，对应参考字符指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是为简单及清晰起见而图解说明的，且未必按比例绘制。举例来说，为帮助改善对本发明的各种实施例的理解，各图中的元件中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件而被放大。并且，通常不描绘商业上可行的实施例中有用或必需的常见而众所周知的元件以便促进对本发明的这些各种实施例的较不受阻碍的观看。

具体实施方式