降低串扰的CMOS图像传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种尤其在远红外到红外波长下具有高灵敏度和低串扰的ＣＭＯＳ图像传感器、以及制造ＣＭＯＳ图像传感器的方法。ＣＭＯＳ图像传感器具有衬底、在衬底之上的外延层以及延伸到外延层中用于接收光线的多个象素。该图像传感器还包括位于衬底和外延层之间用于阻止衬底中产生的载流子移动到外延层的水平阻挡层和位于多个象素的相邻象素之间用于阻止电子在外延层中的侧向扩散的多个侧向阻挡层中的至少一个。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像传感器，尤其是一种减少串扰的CMOS图像传感器。
技术介绍
CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器在远红外到红外波长范围内(从约700nm到约1mm)遭受降低的灵敏度和增大的串扰的问题，这是因为在这些波长下的吸收深度比象素深度更大。因为入射到图像传感器的光线穿透到远低于传感器的硅表面的位置，然后在衬底深层产生电子-空穴对，所以发生增大的串扰。这些深度远低于象素采集的范围，并且光产生的载流子由此在所有方向上自由扩散。用于通常使用的衬底的电子扩散长度约为5μm，并且对于电子来说相当容易扩散到相邻的象素而引起串扰。在低掺杂epi(外延)层中的扩散长度可能更大，这在不正确设计的图像传感器中还可能具有更严重的串扰后果。因为深层产生的载流子中的许多会在衬底中重新结合而损失，所以CMOS图像传感器在远红外到红外波长范围内的灵敏度亦降低。在CMOS图像传感器中用于降低串扰的结构通常是基于制造更好的用于可见光的相机芯片的技术。经常地，以这样的方式设计图像传感器的掺杂分布，使得未耗尽区域中的准电场将载流子推回到光电二极管中。用于降低图像传感器中串扰的已知结构的示例包括提供深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＭＯＳ图像传感器，包括：　　　　衬底；　　　　在所述衬底之上的外延层；　　　　延伸到所述外延层中用于接收光线的多个象素；以及　　　　位于所述衬底和所述外延层之间用于阻止所述衬底中产生的载流子移动到所述外延层的水平阻挡层和位于所述多个象素的相邻象素之间用于阻止电子在所述外延层中的侧向扩散的多个侧向阻挡层中的至少一个。

【技术特征摘要】
US 2005-8-4 11/197,0041.一种CMOS图像传感器，包括衬底；在所述衬底之上的外延层；延伸到所述外延层中用于接收光线的多个象素；以及位于所述衬底和所述外延层之间用于阻止所述衬底中产生的载流子移动到所述外延层的水平阻挡层和位于所述多个象素的相邻象素之间用于阻止电子在所述外延层中的侧向扩散的多个侧向阻挡层中的至少一个。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其中，位于所述衬底和所述外延层之间用于阻止所述衬底中产生的载流子移动到所述外延层的水平阻挡层和位于所述多个象素的相邻象素之间用于阻止电子在所述外延层中的侧向扩散的多个侧向阻挡层中的至少一个至少包括所述水平阻挡层。3.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器，其中，所述水平阻挡层包括非常重掺杂的硅。4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中，所述水平阻挡层包括硼、铝、镓、铟、磷、砷、锑、锗以及碳中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中，所述水平阻挡层在一侧或两侧上由含碳层封装。6.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器，其中，所述水平阻挡层具有从约100到约1μm的厚度。7.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器，其中，所述外延层具有从约2μm到约20μm的厚度，并且其中所述多个象素每个包括延伸到所述外延层中至从约1μm到约15μm深度的阱部分。8.根据权利要求7所述的CMOS图像传感器，其中，在所述外延层中的掺杂在耗尽深度之下是梯度的，以提供电场来引导载流子。9.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其中，位于所述衬底和所述外延层之间用于阻止所述衬底中产生的载流子移动到所述外延层的水平阻挡层和位于所述多个象素的相邻象素之间用于阻止电子在所述外延层中的侧向扩散的多个侧向阻挡层中的至少一个至少包括所述多个侧向阻挡层。10.根据权利要求9所述的CMOS图像传感器，其中，所述多个侧向阻挡层每个包括位于相邻象素之间并延伸到所述外延层中至从约2μm到约20μm深度的深P-阱。11.根据权利要求10所述的CMOS图像传感器，其中，所述多个侧向阻挡层的每个还包括所述深P-阱中的沟槽。12.根据权利要求11所述的CMOS图像传感器，其中，所述多个侧向阻挡层的所述沟槽填充有多晶硅、氧化硅和二氧化硅中的至少一种。13.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨恩迪浦R巴尔，弗雷德里克P拉马斯特尔，戴维W比格洛，
申请(专利权)人：安华高科技传感器IP私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]