用于图像传感器的沟槽隔离制造技术

本申请案涉及用于图像传感器的沟槽隔离。一种图像传感器包含多个光电二极管，所述多个光电二极管安置于半导体材料中以将图像光转换成图像电荷。浮动扩散部接近于所述多个光电二极管而安置以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷。多个转移晶体管经耦合以响应于施加到所述多个转移晶体管的栅极端子的电压而将所述图像电荷从所述多个光电二极管转移到所述浮动扩散部中。第一沟槽隔离结构从所述半导体材料的前侧延伸到所述半导体材料中且环绕所述多个光电二极管。第二沟槽隔离结构从所述半导体材料的后侧延伸到所述半导体材料中。所述第二沟槽隔离结构安置于所述多个光电二极管中的个别光电二极管之间。

\u7528\u4e8e\u56fe\u50cf\u4f20\u611f\u5668\u7684\u6c9f\u69fd\u9694\u79bb

This application relates to groove isolation for image sensors. An image sensor comprises a plurality of photodiodes which are placed in a semiconductor material to convert image light into image charge. The floating diffusion portion is positioned close to the plurality of photodiodes to receive the image charge from the plurality of photodiodes. A plurality of transfer transistors are coupled to transfer the image charge from the plurality of photodiodes to the floating diffusion section in response to the voltage applied to the gate terminals of the plurality of transfer transistors. The first groove isolation structure extends from the front side of the semiconductor material to the semiconductor material and surrounds the plurality of photodiodes. The second groove isolation structure extends from the rear side of the semiconductor material to the semiconductor material. The second groove isolation structure is arranged between individual photodiodes in the plurality of photodiodes.

【技术实现步骤摘要】
用于图像传感器的沟槽隔离
本专利技术大体来说涉及半导体制作，且特定来说但非排他地，涉及CMOS图像传感器。
技术介绍
图像传感器已变得无所不在。其广泛地用于数码静态相机、蜂窝式电话、安全摄像机以及医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术一直继续快速地进展。举例来说，对较高分辨率及较低电力消耗的需求已促进了这些装置的进一步小型化及集成。典型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入射图像光的一部分。包含于图像传感器中的光敏元件(例如光电二极管)各自在吸收图像光后即刻产生图像电荷。所产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例。所产生图像电荷可用于产生表示外部场景的图像。一般来说，具有有限满阱容量(full-wellcapacity)的像素在高光条件中可不较好地捕获图像。不具有足以存储电荷的大容量的像素可在曝光周期期间被电子/电洞完全饱和。此并非期望的，这是因为饱和的像素可导致图像中的暗淡或白色像素。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术提供一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以将图像光转换成图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以将图像光转换成图像电荷；浮动扩散部，其接近于所述多个光电二极管而安置以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷；多个转移晶体管，其经耦合以响应于施加到所述多个转移晶体管的栅极端子的电压而将所述图像电荷从所述多个光电二极管转移到所述浮动扩散部中；第一沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的前侧延伸到所述半导体材料中，且环绕所述多个光电二极管；及第二沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的与所述前侧相对的后侧延伸到所述半导体材料中，其中所述第二沟槽隔离结构安置于所述多个光电二极管中的个别光电二极管之间。

【技术特征摘要】
2017.10.18 US 15/786,8741.一种图像传感器，其包括：多个光电二极管，其安置于半导体材料中以将图像光转换成图像电荷；浮动扩散部，其接近于所述多个光电二极管而安置以从所述多个光电二极管接收所述图像电荷；多个转移晶体管，其经耦合以响应于施加到所述多个转移晶体管的栅极端子的电压而将所述图像电荷从所述多个光电二极管转移到所述浮动扩散部中；第一沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的前侧延伸到所述半导体材料中，且环绕所述多个光电二极管；及第二沟槽隔离结构，其从所述半导体材料的与所述前侧相对的后侧延伸到所述半导体材料中，其中所述第二沟槽隔离结构安置于所述多个光电二极管中的个别光电二极管之间。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述多个光电二极管包含至少四个个别光电二极管以及所述多个转移晶体管中的至少四个个别转移晶体管，且其中所述第二沟槽隔离结构为大体上十字形并在所述个别光电二极管之间延伸。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述图像传感器耦合到控制电路以控制所述多个光电二极管的操作，且耦合到读出电路以从所述多个光电二极管读出图像电荷，并且其中所述控制电路包含逻辑，所述逻辑在由所述控制电路执行时致使所述控制电路执行包含以下各项的操作：调整施加到所述栅极端子的所述电压以允许在所述个别光电二极管中积累的所述图像电荷在所述个别光电二极管之间行进；或调整施加到所述栅极端子的所述电压以将所述图像电荷大体上局限于所述个别光电二极管内。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中所述控制电路进一步包含逻辑，所述逻辑在由所述控制电路执行时致使所述控制电路执行包含以下各项的操作：当施加到所述栅极端子的所述电压允许在所述个别光电二极管中积累的所述图像电荷在所述个别光电二极管之间行进时，捕获具有第一分辨率的图像；或当施加到所述栅极端子的所述电压将所述图像电荷大体上局限于所述个别光电二极管内时，捕获具有第二分辨率的图像，其中所述第二分辨率大于所述第一分辨率。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中所述控制电路及所述读出电路至少部分地安置于接近于第一半导体材料的氧化物层中。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述栅极端子从所述半导体材料的所述前侧垂直地延伸到所述半导体材料中。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述栅极端子至少部分地环绕所述浮动扩散部，并且其中所述栅极端子向所述半导体材料中延伸第一深度且所述浮动扩散部向所述半导体材料中延伸第二深度，其中所述第一深度大于所述第二深度。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一沟槽隔离结构包含由所述半导体材料中的掺杂剂环绕的氧化物材料。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述第二沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑荣友，林赛·格朗，戴森·H·戴，文森特·瓦乃兹艾，郑魏，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US