图像传感器的像素结构及其形成方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器的像素结构及其形成方法，通过在像素子阵列之间设置有背面深槽隔离结构，同一像素子阵列内部的多个像素单元之间没有背面深槽隔离结构，使得像素子阵列内部相邻像素单元之间的高能离子注入隔离可以取消或者变窄，减少了高能离子注入所带来的缺陷和噪声，提高了图像传感器的信噪比。像素子阵列内部允许离子注入隔离区域深度小于感光二极管深度，让感光二极管底部相互连接，以增加感光二极管的体积，进而提高像素单元的满阱容量。像素子阵列之间的背面深槽隔离和高能离子注入的显影周期放大到像素尺寸的数倍大小，显影后光阻与衬底之间的接触面积明显增加，因此显影过程光阻倒伏的现象可以得到明显改善，提高了工艺可靠性。提高了工艺可靠性。提高了工艺可靠性。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器的像素结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及一种图像传感器的像素结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]CMOS图像传感器作为将光信号转化为数字电信号的器件单元，广泛应用于智能手机、平板电脑、汽车、医疗等各类新兴领域。典型的图像传感器通过像素阵列将入射光子转换成电子或空穴，当一个积分周期完成，收集的电荷通过模拟电路和数字电路转换成数字信号，传输到传感器的输出终端。
[0003]通常在图像传感器的相邻像素单元之间通过离子注入进行隔离，用以分隔相邻像素单元的感光二极管，减少像素单元之间的串扰。随着图像传感器制备工艺的提升，像素尺寸在不断下降。随着图像传感器的像素尺寸降低到亚微米范围，单个像素单元的面积显著降低。为了让每个像素单元继续提供与原来大尺寸像素单元类似的性能（特别是满阱容量），图像传感器的感光二极管（PD, Photodiode）区域深度随之提升，以保持适当的感光体积。增加的PD深度对像素单元之间隔离注入的深度提出了更高的要求。虽然现有技术可以在隔离区域对应的晶圆背面位置制作背面深槽隔离结构（BDTI, Backs本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的像素结构，其特征在于，包括多个像素子阵列，每个像素子阵列中包括多个像素单元；其中，像素子阵列之间设置有背面深槽隔离结构；同一像素子阵列内部的多个像素单元之间没有背面深槽隔离结构。2.如权利要求1所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列之间既有背面深槽隔离结构，又有离子注入隔离区域以钝化背面深槽隔离结构表面，减少刻蚀所带来的暗电流；所述同一像素子阵列内部的多个像素单元之间仅有离子注入隔离区域，用以分隔相邻像素单元的感光二极管，减少像素单元之间的串扰。3.如权利要求2所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列内部的多个像素单元之间的离子注入隔离区域的深度小于像素单元的感光二极管的深度，以使所述像素子阵列内部的多个像素单元的感光二极管底部相互连接，增加感光二极管体积，提高满阱容量。4.如权利要求3所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，对某一像素子阵列内部的各像素单元进行读取时，基于读取时间的先后顺序，设置相应的转移晶体管和浮置扩散区的电压，在读出对应感光二极管电荷的同时，减少读出同一像素子阵列中其他感光二极管的电荷。5.如权利要求4所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，同一像素子阵列在不同帧中，所述同一像素子阵列中的各像素单元的读出顺序可改变，将多帧图像数据运用图像算法进行修正，以提高图像传感器的分辨率。6.如权利要求3-5中任意一项所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，使用图像算法的方法来修正像素单元积分过程中相邻像素单元之间的串扰所带来的图像干扰。7.如权利要求1所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列内部的多个像素单元分别具有相同的微透镜，或者分别具有不同的微透镜，或者共用一个微透镜。8.如权利要求1所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列内部的多个像素单元呈M
×
N阵列排布，M和N为大于等于2的自然数。9.如权利要求1所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列内部的多个像素单元具有相同或不同的滤光层。10.如权利要求2所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述像素子阵列之间的背面深槽隔离结构处于离子注入隔离区域之中。11.如权利要求2所述的图像传感器的像素结构，其特征在于，所述离子注入隔离区域为P型掺杂区域。12.一种图像传感器的像素结构的形成方法，其特征在于，包括：形成多个像素子阵列，每个像素子阵列中包括多个像素单元；在所述像素子阵列之间形成背面深槽隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立新，付文，黄琨，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：