[发明专利]具有混合深沟槽隔离的图像传感器

说明书

本申请案涉及具有混合深沟槽隔离DTI的图像传感器。所述图像传感器包含安置于半导体材料中所述半导体材料的第一侧与第二侧之间的多个光电二极管。所述图像传感器还包含安置于所述半导体材料中的多个混合DTI结构，其中所述多个光电二极管中的个别光电二极管由个别混合DTI结构分离。所述个别混合DTI结构包含从所述半导体材料的所述第一侧朝向所述第二侧延伸的浅部分，且所述浅部分包含电介质区及金属区，使得所述电介质区的至少一部分安置于所述半导体材料与所述金属区之间。所述混合DTI结构还包含深部分，所述深部分从所述浅部分延伸且安置于所述浅部分与所述半导体材料的所述第二侧之间。

技术领域

本发明大体来说涉及半导体图像传感器，且特定来说但不排外地涉及具有混合深沟槽隔离结构的半导体图像传感器。

背景技术

图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。由于对更高解析度、更低电力消耗、增大动态范围等的不断增加的需求，图像传感器的装置架构已持续快速地发展。这些需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。

典型的图像传感器如下操作。来自外部场景的图像光入射于图像传感器上。图像传感器包含多个光敏元件，使得每一光敏元件吸收一部分入射图像光。图像传感器中所包含的光敏元件(例如光电二极管)各自在吸收图像光之后即刻产生图像电荷。所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例。所产生的图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。

图像传感器的小型化可致使邻近光敏元件之间的距离减小。随着光敏元件之间的距离减小，光敏元件之间发生串扰的可能性及串扰量值可能增大。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及一种图像传感器。所述图像传感器包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中在所述半导体材料的第一侧与第二侧之间；及多个混合深沟槽隔离(DTI)结构，其安置于所述半导体材料中，其中所述多个光电二极管中的个别光电二极管是由所述多个混合DTI结构中的个别混合DTI结构分离，所述个别混合DTI结构中的每一者包含：浅部分，其从所述半导体材料的所述第一侧朝向所述第二侧延伸，其中所述浅部分包含电介质区及金属区，使得所述电介质区的至少一部分安置于所述半导体材料与所述金属区之间；及深部分，其从所述浅部分延伸且安置于所述浅部分与所述半导体材料的所述第二侧之间。

在另一方面中，本发明涉及一种图像传感器制作方法。所述方法包括：提供半导体材料，所述半导体材料具有第一侧及与所述第一侧相对的第二侧；蚀刻出从所述半导体材料的所述第一侧朝向所述第二侧延伸的多个第一沟槽；加宽所述多个第一沟槽中的每一者中的接近所述半导体材料的所述第一侧的浅部分，其中所述多个第一沟槽中的深部分安置于所述浅部分与所述半导体材料的所述第二侧之间；在所述多个第一沟槽中的所述深部分及所述浅部分内沉积电介质材料；在所述浅部分区内沉积金属，使得所述电介质材料的至少一部分安置于所述金属与所述半导体材料之间；及形成多个光电二极管，所述多个光电二极管安置于所述半导体材料中在所述第一侧与所述第二侧之间，其中所述多个光电二极管中的个别光电二极管由所述多个第一沟槽中的个别第一沟槽分离。

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例，其中除非另有规定，否则在所有各个视图中相似参考编号指代相似零件。

图1A是根据本发明的教示的具有混合深沟槽隔离结构的实例性图像传感器的横截面图解说明。

图1B是根据本发明的教示图1A的图像传感器中所包含的实例性混合深沟槽隔离结构的经放大图解说明。

图1C是根据本发明的教示的图1A中的图像传感器的实例性电路图。

图2是图解说明根据本发明的教示包含图1A的图像传感器的成像系统的一个实例的框图。

图3A到3K图解说明根据本发明的教示的针对图1A的图像传感器的成像系统制作的实例性方法。