[发明专利]与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构

说明书

本公开涉及与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构。将高k钝化层、抗反射涂层及缓冲层安置于半导体衬底上方，所述半导体衬底包含形成于其中的光电二极管。穿过所述缓冲层、抗反射涂层及所述高k钝化层以环绕所述半导体衬底中的所述光电二极管中的每一者的栅格状图案向所述半导体衬底中蚀刻沟槽。另一高k钝化层内衬于所述半导体衬底中的所述沟槽的内部。在内衬于所述沟槽的所述内部的所述高k钝化层上方沉积粘合剂与阻障层。用在所述粘合剂与阻障层上方沉积到所述沟槽中以填充所述沟槽的导电材料形成深沟槽隔离DTI结构。在所述DTI结构上方及所述缓冲层的平面上面形成栅格结构。所述栅格结构是由所述导电材料形成。

技术领域

本公开大体来说涉及图像传感器，且特定来说但非排他地，涉及具有通过与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构隔离的像素的图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得无处不在且现在广泛用于数码相机、蜂窝式电话、安全相机以及医学、汽车及其它应用中。随着将图像传感器集成到较宽广范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式增强图像传感器的功能性、性能度量等等(例如，分辨率、电力消耗、动态范围等)。

典型互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射于图像传感器上而进行操作。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后即刻产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可作为列位线上随入射图像光而变的模拟输出图像信号来测量。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，被作为模拟信号从列位线读出且被转换为数字值以生成表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。

发明内容

本公开的一个实施例提供一种像素阵列，其包括：光电二极管阵列，其形成于半导体衬底中；第一高k钝化层，其安置于所述半导体衬底上方；抗反射涂层，其安置于所述第一高k钝化层上方；缓冲层，其安置于所述抗反射涂层上方；多个沟槽，其是穿过所述缓冲层、穿过所述抗反射涂层且穿过所述第一高k钝化层蚀刻到所述半导体衬底中，其中所述多个沟槽是在所述半导体衬底中以环绕所述半导体衬底中的所述光电二极管阵列的所述光电二极管中的每一者的栅格状图案蚀刻而成；第二高k钝化层，其内衬于所述半导体衬底中的所述多个沟槽的内部；粘合剂与阻障层，其沉积在内衬于所述多个沟槽的所述内部的所述第二高k钝化层上方；深沟槽隔离(DTI)结构，其由在所述粘合剂与阻障层上方沉积到所述多个沟槽中以填充所述多个沟槽的导电材料形成；及栅格结构，其形成于所述DTI结构上方及所述缓冲层的平面上面，其中所述栅格结构是由所述导电材料形成。

本公开的另一实施例提供一种用于制作像素阵列的方法，其包括：在半导体衬底中形成光电二极管阵列；在所述半导体衬底上方沉积第一高k钝化层；在所述第一高k钝化层上方沉积抗反射涂层；在所述抗反射涂层上方沉积缓冲层；穿过所述缓冲层、穿过所述抗反射涂层且穿过所述第一高k钝化层向所述半导体衬底中蚀刻多个沟槽；用第二高k钝化层内衬于所述半导体衬底中的所述多个沟槽的内部；在内衬于所述多个沟槽的所述内部的所述第二高k钝化层上方沉积粘合剂与阻障层；用在所述粘合剂与阻障层上方沉积到所述多个沟槽中的导电材料填充所述多个沟槽，以形成包括所述导电材料的深沟槽隔离DTI结构；及在所述DTI结构上方及所述缓冲层的平面上面形成栅格结构，其中所述栅格结构是由所述导电材料形成。

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，否则遍及各个视图，相似参考编号指代相似部件。

图1图解说明根据本发明的教示包含具有与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构的像素阵列的成像系统的一个实例。

图2图解说明根据本发明的教示具有与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构的实例像素阵列的平面图。

图3A到3N图解说明根据本发明的教示具有与深沟槽隔离结构一起集成的金属栅格结构的像素阵列在各种制作阶段期间的各种实例的横截面图。