【技术实现步骤摘要】
图像传感器和成像像素
[0001]本公开总体涉及电子电路，并且更特别地涉及图像传感器，特别是图像传感器像素。
技术介绍
[0002]如下的图像传感器是已知的：其包括多个像素，每个像素包括在半导体衬底中形成的光敏区或区域。当光被光敏区接收时，电子
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空穴对在光敏区域中生成，并且光生电子或光生空穴在光敏区域中积累。在读取阶段期间，电荷传输器件被控制为将在光敏区域中已积累的光生电荷向掺杂电荷收集半导体区域传输。
[0003]在包括旨在接收衬底的背侧照射的像素的传感器中，对于每个像素，电荷收集区域和像素的各种晶体管被布置在衬底的前侧，即其上具有互连结构的衬底的表面。
[0004]已知的背侧照射像素经受各种缺点，特别是关于其电荷传输器件。
技术实现思路
[0005]希望克服已知背侧照射像素的缺点的全部或部分缺点，特别是这种像素的已知电荷传输器件的缺点的全部或部分缺点。
[0006]在第一方面，提供了一种图像传感器，图像传感器包括多个像素，每个像素包括:第一导电类型的掺杂光敏区域，在半导体衬底中竖直地延伸；第一电荷收集区域，比光敏区域更重地掺杂有第一导电类型，电荷收集区域在衬底中从衬底的上表面竖直地延伸并且被布置在光敏区域上方；以及竖直堆叠，包括竖直传输栅极和竖直电绝缘壁，堆叠穿过衬底并且与第一电荷收集区域接触，竖直传输栅极被布置在衬底的上表面处并且比电荷收集区域更深地穿透到衬底中，其中竖直传输栅极包括栅极电极和栅极电介质，栅极电极和栅极电介质被布置在竖直电绝缘壁上。>[0007]根据一个实施例，每个像素还包括竖直电绝缘结构，竖直电绝缘结构穿过衬底并且横向地界定光敏区域和像素。
[0008]根据一个实施例，每个堆叠的竖直传输栅极对于两个相邻像素是共用的，堆叠与两个相邻像素的电荷收集区域接触。
[0009]根据一个实施例，多个像素中的至少一个像素还包括：竖直电绝缘结构，穿过衬底并且将光敏区域划分为第一半部和第二半部；以及第二电荷收集区域，比光敏区域更重地掺杂有第一导电类型，在衬底中从上表面竖直地延伸，像素的第一电荷收集区域和第二电荷收集区域分别被布置在光敏区域的第一半部和第二半部上方。
[0010]根据一个实施例，至少一个像素的堆叠与竖直电绝缘结构对齐，并且与第二电荷收集区域接触。
[0011]根据一个实施例，每个像素还包括竖直电绝缘结构，竖直电绝缘结构穿过衬底并且横向地界定光敏区域和像素，其中竖直电绝缘壁是竖直电绝缘结构的一部分。
[0012]根据一个实施例，每个像素还包括竖直电绝缘结构，竖直电绝缘结构穿过衬底并
且横向地界定光敏区域和像素，其中竖直电绝缘结构沿其整个高度连续地被衬底的一部分、堆叠、和衬底的另一部分中断。
[0013]根据一个实施例，壁由以下项形成：至少一种绝缘材料；或者至少一种导电材料和至少一层绝缘层，至少一层绝缘层将衬底与至少一种导电材料电绝缘。
[0014]根据一个实施例，在每个像素中，栅极电介质将衬底与竖直传输栅极的栅极电极电绝缘，并且完全覆盖栅极电极的下表面。
[0015]根据一个实施例，每个像素还包括第二导电类型的掺杂阱，掺杂阱在衬底中从上表面延伸到光敏区域。
[0016]根据一个实施例，在每个像素中，竖直传输栅极穿透到衬底中，至少向下穿透到阱的下表面的层级。
[0017]在第二方面，提供了一种成像像素，该成像像素包括：半导体衬底中的第一导电类型的掺杂光敏区域；第一电荷收集区域，比光敏区域更重地掺杂有第一导电类型，电荷收集区域在衬底中从衬底的上表面延伸并且被布置在光敏区域上方；以及竖直堆叠，包括竖直传输栅极和竖直电绝缘壁，堆叠穿过衬底并且与第一电荷收集区域接触，竖直传输栅极被布置在衬底的上表面处并且比电荷收集区域更深地穿透到衬底中，其中竖直传输栅极包括栅极电极和栅极电介质，栅极电极和栅极电介质被布置在竖直电绝缘壁上。
[0018]根据一个实施例，成像像素还包括：竖直电绝缘结构，穿过衬底，并且将光敏区域划分为第一半部和第二半部；以及第二电荷收集区域，比光敏区域更重地掺杂有第一导电类型，在衬底中从上表面延伸，像素的第一电荷收集区域和第二电荷收集区域分别被布置在光敏区域的第一半部和第二半部上方。
[0019]根据一个实施例，像素的堆叠与竖直电绝缘结构对齐，并且与第二电荷收集区域接触。
[0020]根据一个实施例，成像像素还包括竖直电绝缘结构，竖直电绝缘结构穿过衬底并且横向地界定光敏区域和像素，其中竖直电绝缘结构沿其整个高度连续地被衬底的一部分、堆叠、和衬底的另一部分中断。
[0021]一个实施例克服了已知背侧照射像素的缺点的全部或部分缺点，特别是这种像素的已知电荷传输器件的缺点的全部或部分缺点。
[0022]将在以下结合附图的具体实施例的非限制性描述中详细讨论前述及其他特征和优点。
附图说明
[0023]图1A和图1B分别以简化的俯视图和截面图图示了图像传感器的像素的一个实施例；
[0024]图2是图1A的简化的截面图；
[0025]图3A和图3B分别以简化的俯视图和截面图示出了图像传感器的一个备选实施例；
[0026]图4是图3A的简化的截面图；
[0027]图5A和图5B分别以简化的俯视图A和截面图B图示了图像传感器的另一备选实施例；
[0028]图6A和图6B分别以简化的俯视图和截面图图示了图像传感器的又一备选实施例；
[0029]图7A和7B分别以简化的俯视图A和截面图B图示了图像传感器之一的又一备选实施例；
[0030]图8A、图8B和图8C图示了制造图1A、图1B和图2的像素的电荷传输器件的方法的步骤的实施例。
[0031]图9A、图9B和图9C图示了制造图1A、图1B和图2的像素的电荷传输器件的方法的另一步骤的实施例。
[0032]图10A、图10B和图10C图示了制造图1A、图1B和图2的像素的电荷传输器件的方法的又一步骤的实施例。
[0033]图11A、图11B和图11C图示了制造图3A、图3B和图4的像素的电荷传输器件的方法的步骤的实施例。
[0034]图12A、图12B和图12C图示了制造图3A、图3B和图4的像素的电荷传输器件的方法的另一步骤的实施例。
[0035]图13A、图13B和图13C图示了制造图3A、图3B和图4的像素的电荷传输器件的方法的又一步骤的实施例。
具体实施方式
[0036]一个实施例提供了一种包括多个像素的图像传感器，每个像素包括:
[0037]第一导电类型的掺杂光敏区域，其在半导体衬底中竖直地延伸；
[0038]电荷收集区域，比光敏区域更重地掺杂有第一导电类型，在衬底中从衬底的上表面竖直地延伸并被布置在光敏区域上方；以及竖直堆叠，包括竖直传输栅极和竖直电绝缘壁，堆叠穿过衬底，并且与电荷收集区域接触，栅极被布置在衬底的上表面侧上，并且比电荷收集区域更深地穿透本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括多个像素，每个像素包括:第一导电类型的掺杂光敏区域，在半导体衬底中竖直地延伸；第一电荷收集区域，比所述光敏区域更重地掺杂有所述第一导电类型，所述电荷收集区域在所述衬底中从所述衬底的上表面竖直地延伸并且被布置在所述光敏区域上方；以及竖直堆叠，包括竖直传输栅极和竖直电绝缘壁，所述堆叠穿过所述衬底并且与所述第一电荷收集区域接触，所述竖直传输栅极被布置在所述衬底的所述上表面处并且比所述电荷收集区域更深地穿透到所述衬底中，其中所述竖直传输栅极包括栅极电极和栅极电介质，所述栅极电极和所述栅极电介质被布置在所述竖直电绝缘壁上。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个像素还包括竖直电绝缘结构，所述竖直电绝缘结构穿过所述衬底并且横向地界定所述光敏区域和所述像素。3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个堆叠的所述竖直传输栅极对于两个相邻像素是共用的，所述堆叠与所述两个相邻像素的所述电荷收集区域接触。4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述多个像素中的至少一个像素还包括：竖直电绝缘结构，穿过所述衬底并且将所述光敏区域划分为第一半部和第二半部；以及第二电荷收集区域，比所述光敏区域更重地掺杂有所述第一导电类型，在所述衬底中从所述上表面竖直地延伸，所述像素的所述第一电荷收集区域和所述第二电荷收集区域分别被布置在所述光敏区域的所述第一半部和所述第二半部上方。5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述至少一个像素的所述堆叠与所述竖直电绝缘结构对齐，并且与所述第二电荷收集区域接触。6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个像素还包括竖直电绝缘结构，所述竖直电绝缘结构穿过所述衬底并且横向地界定所述光敏区域和所述像素，其中所述竖直电绝缘壁是所述竖直电绝缘结构的一部分。7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个像素还包括竖直电绝缘结构，所述竖直电绝缘结构穿过所述衬底并且横向地界定所述光敏区域和所述像素，其中所述竖直电绝缘结构沿其整个高度连续地被所述衬底的一部分、所述堆叠、和所述衬底的另一部分中断。8.根据权利要求1所述的传感器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：意法半导体克洛尔二公司，
类型：新型
国别省市：
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