[发明专利]具有增大的有效通道宽度的晶体管

说明书

本申请案涉及具有增大的有效通道宽度的晶体管。图像传感器包含形成在衬底材料中的光电二极管及耦合到所述光电二极管的晶体管。所述晶体管具有形成在所述衬底材料中的沟槽结构，放置在所述衬底材料上的隔离层及放置在所述隔离层上且延伸到所述沟槽结构中的栅极。所述沟槽结构在通道宽度平面上具有多边形横截面，所述多边形横截面界定所述衬底材料的至少四个侧壁部分，此促成在所述通道宽度平面中测量的有效通道宽度，其比所述晶体管的平面通道宽度更宽。

技术领域

本公开大体涉及图像传感器，且特定来说但非排他性地涉及用于图像传感器的源极跟随器及复位晶体管，及制造图像传感器的源极跟随器晶体管及行选择晶体管的方法。

背景技术

图像传感器已经变得无处不在。其广泛应用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像头以及医疗、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术继续飞速发展。例如，高分辨率和低功耗的要求已促使这些装置进一步小型化且集成化。这些趋势也已促进像素计数增加。

在图像传感器中，随着像素计数增加，位线设置时间也归因于较高的位线负载而增加。为了维持高帧率操作，图像传感器源极跟随器晶体管的跨导(Gm)可通过缩短源极跟随器通道的长度及/或通过增加源极跟随器通道的宽度而增加。类似地，图像传感器行选择晶体管的跨导(Gm)可通过缩短行选择通道的长度及/或通过增加行选择通道的宽度而增加。但是，缩短源极跟随器通道长度及/或行选择通道长度可导致导致有害影响，例如短通道效应和非预期噪声(例如随机电报信号(RTS))。加宽源极跟随器通道宽度及/或行选择通道宽度可导致像素大小的非预期增大。

发明内容

本公开的方面提供一种图像传感器，其中所述图像传感器包括：光电二极管，其形成在衬底材料中；及晶体管，其耦合到所述光电二极管，所述晶体管包括：沟槽结构，其形成在所述衬底材料中且在通道宽度平面中具有多边形横截面，所述多边形横截面界定所述衬底材料的至少四个侧壁部分；隔离层，其放置在所述衬底材料上，使得所述隔离层邻近所述沟槽结构的每一侧壁部分放置；及栅极，其放置在所述隔离层上且延伸到所述沟槽结构中，其中所述晶体管具有在所述通道宽度平面中测量的有效通道宽度，其比所述晶体管的平面通道宽度更宽。

本公开的另一方面提供一种制造图像传感器的晶体管的方法，其中所述方法包括：提供衬底材料；在所述衬底材料上形成隔离层；在所述衬底材料中使凹陷形成到第一深度，所述凹陷对应于栅极区域且在通道长度方向及垂直于所述通道长度方向的通道宽度方向上延伸；通过使用各向同性工艺将所述凹陷加深到第二深度而在所述衬底材料中形成沟槽结构；在所述衬底材料上形成所述隔离层的栅极部分，使得所述隔离层的所述栅极部分延伸到所述沟槽结构中；及在所述隔离层上形成栅极，使得所述栅极延伸到所述沟槽结构中。

附图说明

参考下列图描述本发明的非限制性及非穷举性实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各个视图的类似元件符号指代类似部分。

图1是说明具有像素阵列的代表性图像传感器的图表。

图2说明根据本公开的教示的实例像素。

图3说明根据本公开的教示的代表性晶体管的在通道宽度平面中取得的实例横截面视图。

图4说明图3的代表性晶体管的部分横截面视图。

图5说明具有根据本公开的教示形成的多个晶体管的代表性电路的部分的在通道长度平面中取得的实例横截面视图。

图6说明图3的代表性电路的部分横截面视图。

图7到图10说明根据本公开的教示的制造代表性晶体管的代表性方法。

图11说明根据本公开的教示的制造两个代表性晶体管的方法的代表性流程图。

具体实施方式