CN112133714A - 一种图像传感器结构 - Google Patents

一种图像传感器结构 Download PDF

Info

Publication number
CN112133714A
CN112133714A CN202010856280.1A CN202010856280A CN112133714A CN 112133714 A CN112133714 A CN 112133714A CN 202010856280 A CN202010856280 A CN 202010856280A CN 112133714 A CN112133714 A CN 112133714A
Authority
CN
China
Prior art keywords
type
region
photosensitive
type region
image sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010856280.1A
Other languages
English (en)
Inventor
康晓旭
邱佳梦
唐晨晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Original Assignee
Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai IC R&D Center Co Ltd filed Critical Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Priority to CN202010856280.1A priority Critical patent/CN112133714A/zh
Publication of CN112133714A publication Critical patent/CN112133714A/zh
Priority to PCT/CN2021/104200 priority patent/WO2022042030A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636—Interconnect structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了一种图像传感器结构，自下而上包括：衬底和介质层；所述衬底上设有第一光敏感器件，所述介质层上设有金属互连层和第二光敏感器件，所述第二光敏感器件设于一沟槽中，所述沟槽位于所述第一光敏感器件上方的所述介质层中，所述第二光敏感器件通过所述沟槽耦合所述第一光敏感器件，并通过所述金属互连层引出；其中，所述第一光敏感器件和第二光敏感器件中分别含有多个沿水平分布且相耦合的pn结。本发明能有效提高光吸收的效率，以及满阱容量等传感器性能，并能够大幅度提升对近红外光的吸收效率。

Description

一种图像传感器结构
技术领域
本发明涉及半导体集成电路和传感器技术领域，特别是涉及一种高吸收效率的高性能CMOS图像传感器结构。
背景技术
传统CMOS图像传感器的感光器件通常是一个pn结。采用常规工艺制造的感光pn结，一般仅对可见光有较强的吸收率和量子效率，同时有部分光线会透过感光区域造成损失。
另外，针对近红外光而言，需要几微米至十几微米甚至更厚的耗尽区，来进行有效的吸收，而现有CMOS工艺的注入工艺很难实现该结构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种图像传感器结构。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种图像传感器结构，自下而上包括：衬底和介质层；所述衬底上设有第一光敏感器件，所述介质层上设有金属互连层和第二光敏感器件，所述第二光敏感器件设于一沟槽中，所述沟槽位于所述第一光敏感器件上方的所述介质层中，所述第二光敏感器件通过所述沟槽耦合所述第一光敏感器件，并通过所述金属互连层引出；其中，所述第一光敏感器件和第二光敏感器件中分别含有多个沿水平分布且相耦合的pn结。
进一步地，所述第一光敏感器件交替设有多个第一N型光敏区和第一P型区，形成多个第一pn结，各所述第一N型光敏区自其下端相连为一体，将所述第一P型区的下端包围，各所述第一P型区自其上端相连为一体，并覆盖在所述第一pn结的表面上；所述第二光敏感器件交替设有多个第二N型光敏区和第二P型区，形成多个第二pn结，各所述第二N型光敏区自其上端相连为一体，并覆盖在所述第二pn结的表面上，各所述第二P型区自其下端相连为一体，并覆盖在所述沟槽的底面上，所述第一光敏感器件与所述第二光敏感器件之间设有隔离层，所述第二P型区穿过所述隔离层连接所述第一P型区。
进一步地，所述第一pn结一侧的所述衬底上设有第三P型区，所述第三P型区中设有浅沟槽隔离，用于将用于感光的所述第一N型光敏区与外界其他区域隔离，所述第二P型区穿过所述隔离层连接所述第三P型区，所述第三P型区沿所述浅沟槽隔离底部及侧壁延伸至与所述第一P型区相连。
进一步地，所述第三P型区上设有硅化物区，所述第三P型区通过所述硅化物区连接所述金属互连层。
进一步地，所述第二P型区通过所述隔离层设有的打开区域连接所述第三P型区和所述硅化物区。
进一步地，所述第二N型光敏区和所述介质层的表面上覆盖有第四P型区，所述第四P型区的一侧中设有第五P型区，所述第五P型区下端自所述第四P型区伸出，并连接位于所述介质层中的所述金属互连层。
进一步地，所述第四P型区上覆盖有介质保护层。
进一步地，所述衬底为P-型掺杂衬底，所述第三P型区和所述第五P型区为P+型掺杂区，所述第四P型区为P-型掺杂区，所述第一P型区位于所述第一pn结中的部分为P型掺杂区，所述第一P型区覆盖在所述第一pn结表面上的部分为P+型掺杂区，所述第二P型区位于所述第二pn结中的部分为P型掺杂区，所述第二P型区位于所述沟槽底面上的部分为P+型掺杂区，所述第一N型光敏区和所述第二N型光敏区为N型掺杂区；所述第二N型光敏区、所述第二P型区和所述第四P型区材料为非晶硅。
进一步地，所述第二P型区还自所述沟槽的底部上延伸至所述沟槽的侧壁上，并自所述沟槽的一侧侧壁上方延伸至所述介质层的表面上，与所述第四P型区和第五P型区相连。
进一步地，所述第二N型光敏区依次穿过所述第二P型区、所述隔离层和所述第一P型区连接所述第一N型光敏区。
进一步地，所述衬底上设有第一传输晶体管，所述第一光敏感器件耦合所述第一传输晶体管。
进一步地，所述第二N型光敏区通过所述隔离层与所述第一P型区和所述第一N型光敏区相分离。
进一步地，所述衬底上设有第一传输晶体管，所述第一光敏感器件耦合所述第一传输晶体管，所述第四P型区上设有第二传输晶体管，所述第二光敏感器件耦合所述第二传输晶体管。
进一步地，所述第二传输晶体管设于所述第四P型区的另一侧上，所述第二传输晶体管在所述沟槽外侧的所述介质保护层上形成有栅电极，并在所述第四P型区中形成有漏极，所述第二N型光敏区由所述沟槽上端向外延伸，并在所述栅电极下方形成部分交叠，以形成所述第二传输晶体管的源极，位于所述源极和漏极之间的所述第四P型区形成所述第二传输晶体管的沟道。
进一步地，所述第二pn结将所述沟槽完全填充。
进一步地，所述第二pn结将所述沟槽部分填充，在位于所述沟槽中的所述第二N型光敏区的表面上形成凹陷结构。
进一步地，所述第五P型区上端通过电极自所述介质保护层表面上引出。
从上述技术方案可以看出，本发明通过在传统图像传感器结构感光区域(第一光敏感器件区域)的上方，利用介质层的空隙，通过沟槽填充方式形成额外的含有多个pn结的光吸收层(第二光敏感器件)，并与现有感光器件(第一光敏感器件)的光吸收层耦合，从而有效地提高了光吸收的效率，以及满阱容量等传感器性能，并能够大幅度提升对近红外光的吸收效率。并且，可使用低温非晶硅材料形成光吸收层，不会对现有器件产生热预算方面的影响，有效控制了成本。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例一的一种图像传感器结构示意图。
图2是本发明一较佳实施例二的一种图像传感器结构示意图。
图3是本发明一较佳实施例三的一种图像传感器结构示意图。
图4是本发明一较佳实施例四的一种图像传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参考图1，图1是本发明一较佳实施例一的一种图像传感器结构示意图。如图1所示，本发明的一种图像传感器结构，可采用例如背照式(BSI)结构，自下而上包括：衬底1和介质层11，入射光自衬底1背面(图示衬底1下表面)方向照射图像传感器。
请参考图1。衬底1可采用例如硅衬底1，但不限于此。衬底1可采用P-型掺杂衬底(P-(sub))1，衬底1的正面上设有第一光敏感器件。介质层11可以是层间介质层11，介质层11上设有金属互连层6和第二光敏感器件。
其中，介质层11上设有一个沟槽，沟槽位于第一光敏感器件上方的介质层11中，第二光敏感器件设于沟槽中。并且，第二光敏感器件通过沟槽耦合至第一光敏感器件，同时，第二光敏感器件和第一光敏感器件通过金属互连层6进行引出。
请参考图1。第一光敏感器件和第二光敏感器件中分别含有多个沿水平分布且相耦合的pn结，其中，第一光敏感器件中含有多个沿水平分布且相耦合的第一pn结，第二光敏感器件中也含有多个沿水平分布且相耦合的第二pn结。
例如，第一光敏感器件可交替设有多个第一N型光敏区18和第一P型区17，形成多个第一pn结，即第一P型区17作为第一pn结的p区，第一N型光敏区18作为第一pn结的n区。其中，各第一N型光敏区18自其下端相连为一体，将第一P型区17的下端包围起来，同时，各第一P型区17自其上端相连为一体，位于衬底1的表面上，并覆盖在各第一pn结的表面上，从而形成梳齿状的多个第一pn结结构。
第一P型区17位于第一pn结中的部分(p区)为P型掺杂区，第一P型区17位于衬底1表面上的部分可为一个薄层的P+型掺杂区。第一N型光敏区18为N型掺杂区。
第二光敏感器件可交替设有多个第二N型光敏区9和第二P型区15，形成多个第二pn结，即第二P型区15作为第二pn结的p区，第二N型光敏区9作为第二pn结的n区。其中，各第二N型光敏区9自其上端相连为一体，并覆盖在各第二pn结的上表面上，同时，各第二P型区15自其下端相连为一体，位于各第二pn结的下表面上，并覆盖在沟槽的底面上，从而形成梳齿状的多个第二pn结结构。
第二P型区位于pn结中的部分(p区)为P型掺杂区，第二P型区位于沟槽底面上的部分为P+型掺杂区。第二N型光敏区为N型掺杂区。
第二P型区15位于沟槽底面上的部分可为一个薄层的P+型掺杂区，并可自沟槽的底部上延伸至沟槽的侧壁上，将pn结包围在沟槽内。
第二N型光敏区9和第二P型区15材料可为非晶硅(amorphous-Si)等。
第一光敏感器件与第二光敏感器件之间设有隔离层16，即隔离层16设置在衬底1的正面表面上。隔离层16可采用常规介质材料，例如二氧化硅等。
请参考图1。本实施例中，隔离层16可设有两个打开区域5、14。其中，可由一个第二pn结中的第二N型光敏区9依次穿过第二P型区15和隔离层16上的一个右侧打开区域14，向下进入衬底1中，并继续穿过第一P型区17连接第一pn结中的一个第一N型光敏区18。并且，在衬底1表面的第二N型光敏区9穿过区域上，即在打开区域14上，第一P型区17应留有必要的开口，以便使第二N型光敏区9在穿过第一P型区17时，与第一P型区17相隔离。
也可以将多个第二pn结中的第二N型光敏区9采用上述方式并通过不同打开区域分别引至衬底1中，与第一pn结中对应的一个第一N型光敏区18连接。
在第一pn结图示左侧的衬底1上设有第三P型区2，第三P型区2中设有浅沟槽隔离(STI)3。浅沟槽隔离(STI)3用于将用于感光的第一N型光敏区18与外界其他区域隔离。第三P型区2可为P+型掺杂区。第三P型区2下端沿浅沟槽隔离3底部及侧壁向上延伸至与第一P型区17位于衬底1表面上的部分的左端相连。可通过覆盖在沟槽底部上的第二P型区15依次穿过沟槽底部和隔离层16上的左侧一个打开区域5，向下进入衬底1中，并连接第三P型区2的上端。
也可以将多个第二pn结中的第二P型区15采用上述方式并通过不同打开区域分别引至衬底1中，与第三P型区2连接。
进一步地，在第三P型区2上可设有金属硅化物区4，第三P型区2通过金属硅化物区4连接位于介质层11中的金属互连层6的最下层金属。
并且，第二P型区15可通过隔离层16设有的打开区域5(打开区域5例如位于硅化物区4和左侧一个浅沟槽隔离3之间)，同时连接第三P型区2和硅化物区4，实现感光器件的引出。
请参考图1。作为一可选的实施方式，第二pn结可将沟槽完全填充。此时，各第二pn结中的第二N型光敏区9自其上端相连为一体后，自沟槽的上端延伸出沟槽外部，并至少部分覆盖于介质层11的表面上。
在上述相连为一体的第二N型光敏区9表面上，还可进一步覆盖一层第四P型区10，第四P型区10可为P-型掺杂区。第四P型区10的材料同样可为非晶硅。
在第四P型区10的左侧中，还可设置一个第五P型区7，第五P型区7可为P+型掺杂区。第五P型区7下端自第四P型区10伸出，并连接位于介质层11中的金属互连层6的最上层金属。并且，第二P型区15位于沟槽底面上的薄层部分，还可自沟槽的左侧侧壁上方伸出，并进一步延伸至介质层11的表面上，即第二P型区15的延伸部介于第五P型区7和介质层11之间，从而与第四P型区10和第五P型区7同时形成连接。
设于衬底1中的第一光敏感器件的横向第一pn结结构，其制造方法可为：先在衬底1内通过注入形成一个整体的N型区域，用于形成第一pn结中的第一N型光敏区18；然后，再通过注入，在上述N型区域内的垂直方向上注入形成多个P型区域，作为第一pn结中的第一P型区17部分，且该P型区域的底部要高于N型区域的底部，从而形成第一pn结；接着，再通过注入形成衬底表面上的P+区域，即第一P型区17位于衬底表面上的部分。
可选地，也可先在衬底1内通过注入形成N型区域；再通过刻蚀，在上述N型区域内形成垂直方向上的多个插槽，使插槽的底部位于N型区域的底部上方，并通过外延在插槽内形成P型区域，并通过化学机械抛光磨平；然后，通过注入形成衬底表面的P+区域。
还可选地，可先在衬底1内通过注入形成N型区域；再通过注入，在上述N型区域内形成垂直方向上的多个P型区域，且P型区域底部要高于N型区域，形成第一层第一pn结层；然后，再外延N型区域，并在外延N型区域内通过注入形成垂直方向上的多个P型区域，且与前层的P型区域相连接，形成第二层第一pn结层。以此类推，直至所需厚度。最后在衬底1的表面上通过注入形成P+区域。
第二光敏感器件的横向第二pn结结构，可以通过成膜时的原位掺杂来实现，也可以通过离子注入工艺来实现。其中，离子注入后的杂质激活，可全部或部分通过激光退火来实现。
例如，可先在沟槽内沉积p+非晶硅，作为第二P型区15位于沟槽底面上的部分；接着再沉积N型非晶硅；然后，通过注入形成垂直方向的p型区域，即第二P型区15位于第二pn结中的部分(p区)，并与沟槽底部的P+区域相连；然后再沉积N型非晶硅，使下方的N型非晶硅自其上端相连为一体。最后，沉积浅掺杂的P型非晶硅，形成第四P型区10。
可选地，也可先在沟槽内沉积p+非晶硅，接着再沉积N型非晶硅；然后，通过刻蚀在N型非晶硅中形成穿槽；接着，在穿槽内沉积p型非晶硅，并与底部的P+非晶硅相连；然后刻蚀掉N型非晶硅表面上多余的p型非晶硅，再沉积N型硅晶硅及浅掺杂P型非晶硅。
还可选地，可先在沟槽内沉积p+非晶硅，接着再沉积一层较薄的N型非晶硅；然后，通过注入形成垂直方向的p型区域，并与沟槽底部的p+非晶硅相连，形成第一层第二pn结层；然后，再继续沉积一层较薄的N型非晶硅，并通过注入形成垂直方向的p型区域，且与下方第一层pn结层中的P型区域相连，形成第二层第二pn结层。以此类推，直至将沟槽填满。再沉积N型硅晶硅及浅掺杂P型非晶硅。
进一步地，在第四P型区10上还可覆盖一层介质保护层8。介质保护层8可采用常规介质材料，例如二氧化硅等。
第五P型区7上端可通过电极21自介质保护层8的表面上引出。
请参考图1。在第一光敏感器件图示右侧的衬底1上，还可设有第一传输晶体管(TX)和N型悬浮扩散区(FD)12。其中，第一传输晶体管的栅极(Gate)13也可采用非晶硅制作，悬浮扩散区12可为N+型掺杂区。第一光敏感器件可按常规方式耦合至第一传输晶体管的源极。
上述状态下，位于衬底1上的第一光敏感器件与位于介质层11上的第二光敏感器件之间形成完全连接的结构，第一光敏感器件和第二光敏感器件的信号可通过共享第一传输晶体管和N型悬浮扩散区12输出。
在悬浮扩散区12的图示右侧还可设有浅沟槽隔离(STI)。
请参考图2。在本发明的另一实施例中，在隔离层16只设有一个打开区域5。此状态下，只有第二P型区15通过隔离层16设有的打开区域5，连接第三P型区2和硅化物区4。而第二N型光敏区9通过隔离层16与第一P型区17和第一N型光敏区18相分离。即位于衬底1上的第一光敏感器件与位于介质层11上的第二光敏感器件之间形成不完全连接的状态。
此时，第二光敏感器件中的信号将单独通过一个第二传输晶体管输出。
具体地，第二传输晶体管可设于第四P型区10的另一侧上，且位于沟槽的外侧。
作为一可选的实施方式，第二传输晶体管可利用介质保护层8朝向右侧的延伸部作为栅介质81，并在沟槽外侧的介质保护层上形成栅电极19。栅电极19可采用非晶硅制作。并且，第二传输晶体管可利用第四P型区10朝向右侧的延伸部，在栅电极19的下方形成沟道101，并在沟道101右侧的第四P型区10的延伸部中通过离子注入形成一个N+区域20，且此N+区域20与栅电极19相部分交叠，形成第二传输晶体管的漏极(悬浮扩散区)20。同时，第二N型光敏区9由沟槽上端向右侧外延伸，其延伸部91在栅电极19下方形成部分交叠，以形成第二传输晶体管的源极91。
请参考图3和图4。作为进一步可选的实施方式，当第一光敏感器件与第二光敏感器件之间形成完全连接的状态(图1)，或形成不完全连接的状态(图2)时，第二pn结也可在沟槽中作部分填充(例如半填充)，从而在位于沟槽中的上述相连为一体的第二N型光敏区9的表面上形成凹陷22结构。此状态下，第四P型区10和介质保护层8将保形地覆盖在第二N型光敏区9的凹陷22的表面上。
上述实现方式的优点是能够避免第二光敏感器件结构较厚时，需要施加较大的高压来形成耗尽区的问题，而施加高电压需要特殊工艺和器件，会增加复杂性和成本。
上述图2至图4实施例中图像传感器结构的其他方面，可与图1实施例中图像传感器结构相同，不再赘述。
以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种图像传感器结构，其特征在于，自下而上包括：衬底和介质层；所述衬底上设有第一光敏感器件，所述介质层上设有金属互连层和第二光敏感器件，所述第二光敏感器件设于一沟槽中，所述沟槽位于所述第一光敏感器件上方的所述介质层中，所述第二光敏感器件通过所述沟槽耦合所述第一光敏感器件，并通过所述金属互连层引出；其中，所述第一光敏感器件和第二光敏感器件中分别含有多个沿水平分布且相耦合的pn结。
2.根据权利要求1所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第一光敏感器件交替设有多个第一N型光敏区和第一P型区，形成多个第一pn结，各所述第一N型光敏区自其下端相连为一体，将所述第一P型区的下端包围，各所述第一P型区自其上端相连为一体，并覆盖在所述第一pn结的表面上；所述第二光敏感器件交替设有多个第二N型光敏区和第二P型区，形成多个第二pn结，各所述第二N型光敏区自其上端相连为一体，并覆盖在所述第二pn结的表面上，各所述第二P型区自其下端相连为一体，并覆盖在所述沟槽的底面上，所述第一光敏感器件与所述第二光敏感器件之间设有隔离层，所述第二P型区穿过所述隔离层连接所述第一P型区。
3.根据权利要求2所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第一pn结一侧的所述衬底上设有第三P型区，所述第三P型区中设有浅沟槽隔离，用于将用于感光的所述第一N型光敏区与外界其他区域隔离，所述第二P型区穿过所述隔离层连接所述第三P型区，所述第三P型区沿所述浅沟槽隔离底部及侧壁延伸至与所述第一P型区相连。
4.根据权利要求3所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第三P型区上设有硅化物区，所述第三P型区通过所述硅化物区连接所述金属互连层。
5.根据权利要求4所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二P型区通过所述隔离层设有的打开区域连接所述第三P型区和所述硅化物区。
6.根据权利要求2所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二N型光敏区和所述介质层的表面上覆盖有第四P型区，所述第四P型区的一侧中设有第五P型区，所述第五P型区下端自所述第四P型区伸出，并连接位于所述介质层中的所述金属互连层。
7.根据权利要求6所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第四P型区上覆盖有介质保护层。
8.根据权利要求6所述的图像传感器结构，其特征在于，所述衬底为P-型掺杂衬底，所述第三P型区和所述第五P型区为P+型掺杂区，所述第四P型区为P-型掺杂区，所述第一P型区位于所述第一pn结中的部分为P型掺杂区，所述第一P型区覆盖在所述第一pn结表面上的部分为P+型掺杂区，所述第二P型区位于所述第二pn结中的部分为P型掺杂区，所述第二P型区位于所述沟槽底面上的部分为P+型掺杂区，所述第一N型光敏区和所述第二N型光敏区为N型掺杂区；所述第二N型光敏区、所述第二P型区和所述第四P型区材料为非晶硅。
9.根据权利要求2所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二P型区还自所述沟槽的底部上延伸至所述沟槽的侧壁上，并自所述沟槽的一侧侧壁上方延伸至所述介质层的表面上，与所述第四P型区和第五P型区相连。
10.根据权利要求2或7所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二N型光敏区依次穿过所述第二P型区、所述隔离层和所述第一P型区连接所述第一N型光敏区。
11.根据权利要求10所述的图像传感器结构，其特征在于，所述衬底上设有第一传输晶体管，所述第一光敏感器件耦合所述第一传输晶体管。
12.根据权利要求7所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二N型光敏区通过所述隔离层与所述第一P型区和所述第一N型光敏区相分离。
13.根据权利要求12所述的图像传感器结构，其特征在于，所述衬底上设有第一传输晶体管，所述第一光敏感器件耦合所述第一传输晶体管，所述第四P型区上设有第二传输晶体管，所述第二光敏感器件耦合所述第二传输晶体管。
14.根据权利要求13所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二传输晶体管设于所述第四P型区的另一侧上，所述第二传输晶体管在所述沟槽外侧的所述介质保护层上形成有栅电极，并在所述第四P型区中形成有漏极，所述第二N型光敏区由所述沟槽上端向外延伸，并在所述栅电极下方形成部分交叠，以形成所述第二传输晶体管的源极，位于所述源极和漏极之间的所述第四P型区形成所述第二传输晶体管的沟道。
15.根据权利要求2或9所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二pn结将所述沟槽完全填充。
16.根据权利要求2或9所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第二pn结将所述沟槽部分填充，在位于所述沟槽中的所述第二N型光敏区的表面上形成凹陷结构。
17.根据权利要求7所述的图像传感器结构，其特征在于，所述第五P型区上端通过电极自所述介质保护层表面上引出。
CN202010856280.1A 2020-08-24 2020-08-24 一种图像传感器结构 Pending CN112133714A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010856280.1A CN112133714A (zh) 2020-08-24 2020-08-24 一种图像传感器结构
PCT/CN2021/104200 WO2022042030A1 (zh) 2020-08-24 2021-07-02 一种图像传感器结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010856280.1A CN112133714A (zh) 2020-08-24 2020-08-24 一种图像传感器结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112133714A true CN112133714A (zh) 2020-12-25

Family

ID=73847057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010856280.1A Pending CN112133714A (zh) 2020-08-24 2020-08-24 一种图像传感器结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112133714A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022042438A1 (zh) * 2020-08-24 2022-03-03 上海集成电路研发中心有限公司 一种图像传感器结构
WO2022042030A1 (zh) * 2020-08-24 2022-03-03 上海集成电路研发中心有限公司 一种图像传感器结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102332459A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 上海宏力半导体制造有限公司 Cmos图像传感器及其形成方法
CN104934450A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 图像传感器及其制作方法
US20180213205A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with hybrid three-dimensional imaging
CN110211980A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 德淮半导体有限公司 一种图像传感器及其制作方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102332459A (zh) * 2011-07-28 2012-01-25 上海宏力半导体制造有限公司 Cmos图像传感器及其形成方法
CN104934450A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 图像传感器及其制作方法
US20180213205A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with hybrid three-dimensional imaging
CN110211980A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 德淮半导体有限公司 一种图像传感器及其制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022042438A1 (zh) * 2020-08-24 2022-03-03 上海集成电路研发中心有限公司 一种图像传感器结构
WO2022042030A1 (zh) * 2020-08-24 2022-03-03 上海集成电路研发中心有限公司 一种图像传感器结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102192867B1 (ko) 핀형 포토다이오드 이미지 센서에 대한 후방 측 깊은 트렌치 격리(bdti) 구조물
US10651225B2 (en) Band-pass filter for stacked sensor
CN107785385B (zh) 半导体器件和图像传感器
US6818930B2 (en) Gated isolation structure for imagers
JP5254553B2 (ja) ピクセル・センサ・セルおよび製造方法（増加したキャパシタンスを有するｃｍｏｓ撮像装置のフォトダイオード）
US7217589B2 (en) Deep photodiode isolation process
CN107026180B (zh) 具有硅和硅锗的互补金属氧化物半导体（cmos）图像传感器
CN100530663C (zh) 互补金属氧化物半导体图像传感器及其制造方法
US20180350853A1 (en) Image sensor with a high absorption layer
US7432121B2 (en) Isolation process and structure for CMOS imagers
EP1641045A2 (en) Grounded gate and isolation techniques for reducing dark current in CMOS image sensors
JP2022169429A (ja) イメージセンサ及びその形成方法
CN112133714A (zh) 一种图像传感器结构
CN112133715A (zh) 一种图像传感器结构
US8476699B2 (en) Method for producing semiconductor device and semiconductor device
CN112133716B (zh) 一种图像传感器结构
US20220238575A1 (en) Dummy vertical transistor structure to reduce cross talk in pixel sensor
CN115224057A (zh) 图像传感器
WO2022042030A1 (zh) 一种图像传感器结构
TWI815124B (zh) 影像感測器及其形成方法
US20240145514A1 (en) Image sensor
CN114256280A (zh) 图像传感器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination