用于CMOS图像传感器的单元深沟槽隔离金字塔结构制造技术

本申请案涉及用于CMOS图像传感器的单元深沟槽隔离金字塔结构。一种像素单元包含光电二极管，所述光电二极管经安置成接近于半导体层的前侧以响应于引导穿过所述半导体层的背侧的入射光而产生图像电荷。单元深沟槽隔离CDTI结构沿着所述入射光到所述光电二极管的光学路径安置且接近于所述半导体层的所述背侧。所述CDTI结构包含布置于所述半导体层中的多个部分。所述多个部分中的每一者从所述背侧朝向所述半导体层的所述前侧延伸相应的深度。所述多个部分中的每一者的所述相应深度不同于所述多个部分中的相邻者的相应深度。所述多个部分中的每一者在所述半导体层中与所述多个部分中的所述相邻者横向分离且间隔开。个部分中的所述相邻者横向分离且间隔开。个部分中的所述相邻者横向分离且间隔开。

【技术实现步骤摘要】
用于CMOS图像传感器的单元深沟槽隔离金字塔结构


[0001]本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说(但非排他地)涉及具有近红外光灵敏度的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器已经变得无处不在且现在广泛使用于数码相机、蜂窝电话、监控相机中，还广泛使用于医学、汽车及其它应用中。随着图像传感器被集成到更广泛的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能指标、及类似物。
[0003]典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射在图像传感器上而进行操作。图像传感器包含具有吸收入射图像光的一部分且在吸收图像光之后产生图像电荷的光敏元件(例如光电二极管)的像素阵列。由像素光生的图像电荷可被测量为列位线上的模拟输出图像信号，其随入射图像光的变化而变化。换句话说，所产生的图像电荷量与图像光的强度成比例，其被读出为来自列位线的模拟图像信号且被转换成数字值以产生表示外部场景的数字图像(即图像数据)。
[0004]其中图像质量及光灵敏度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种像素单元，其包括：光电二极管，其经安置于半导体层的像素单元区域中且接近于所述半导体层的前侧以响应于引导穿过所述半导体层的背侧到所述光电二极管的入射光而产生图像电荷；及单元深沟槽隔离CDTI结构，其沿着所述入射光到所述光电二极管的光学路径被安置于所述半导体层的所述像素单元区域中且接近于所述半导体层的所述背侧，其中所述CDTI结构包括：多个部分，其经布置于所述半导体层中，其中所述多个部分中的每一者从所述背侧朝向所述半导体层的所述前侧延伸相应的深度，其中所述多个部分中的每一者的所述相应深度不同于所述多个部分中的相邻者的相应深度，且其中所述多个部分中的所述每一者在所述半导体层中与所述多个部分中的所述相邻者横向分离且间隔开。2.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述多个部分中的所述相邻者包含所述多个部分中的最近相邻者。3.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述多个部分中的所述每一者具有相应宽度，其中所述多个部分中的所述每一者的所述相应深度随着所述多个部分中的所述每一者的所述相应宽度增加而增加。4.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述多个部分中的所述每一者具有第一端及第二端，其中所述多个部分中的所述每一者的所述第一端处于所述半导体层的所述背侧，其中所述多个部分中的所述每一者的所述第二端与所述第一端相对且在从所述背侧朝向所述半导体层中的所述前侧的所述相应深度处。5.根据权利要求4所述的像素单元，其中所述多个部分中的所述第二端界定具有关于所述半导体层的所述背侧具有大于零的斜率的横截面的表面，其中所述斜率随着所述多个部分中的相邻者的相应深度之间的差增加而增加。6.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述多个部分在所述半导体层中经布置成同心形状的图案。7.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述多个部分中的中心者具有是所述多个部分中的最深者的相应深度。8.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述多个部分中的中心者具有是所述多个部分中的最浅者的相应深度。9.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述同心形状包含所述半导体层中的同心圆形形状。10.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述同心形状包含所述半导体层中的同心矩形形状。11.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述多个部分在所述半导体层中经布置成柱形形状阵列的图案。12.根据权利要求11所述的像素单元，其中所述多个部分中的中心者具有是所述多个部分中的最深者的相应深度。
13.根据权利要求11所述的像素单元，其中所述多个部分中的中心者具有是所述多个部分中的最浅者的相应深度。14.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括围绕所述半导体层的所述像素单元区域以隔离所述像素单元与相邻像素单元的第二深沟槽隔离DTI结构，其中所述第二DTI结构从所述背侧朝向所述半导体层的所述前侧延伸第二DTI结构深度。15.根据权利要求14所述的像素单元，其中所述第二DTI结构深度大于所述CDTI结构的最深深度且基本上等于所述半导体层在所述半导体层的所述背侧与所述前侧之间的厚度。16.根据权利要求14所述的像素单元，其中所述第二DTI结构深度大于所述CDTI结构的最深深度且小于所述半导体层在所述半导体层的所述背侧与所述前侧之间的厚度。17.根据权利要求16所述的像素单元，其进一步包括在所述半导体层中安置成接近于所述半导体层的所述前侧且与所述第二DTI结构对准以围绕所述像素单元的浅沟槽结构。18.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述CDTI结构包括所述半导体层中的电介质材料。19.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述CDTI结构关于所述多个部分中的中心者具有对称性。20.根据权利要求1所述的像素单元，其进一步包括：缓冲氧化物层，其形成在所述半导体层的所述背侧之上；彩色滤光器层，其形成在所述缓冲氧化物层之上；及微透镜层，其形成在所述彩色滤光器层之上。21.一种成像系统，其包括：像素阵列，其包含形成于半导体层中的像素单元阵列，其中所述像素单元中的每一者包括：光电二极管，其经安置于半导体层的像素单元区域中且接近于所述半导体层的前侧以响应于引导穿过所述半导体层的背侧到所述光电二极管的入射光而产生图像电荷；及单元深沟槽隔离CDTI结构，其沿着所述入射光到所述光电二极管的光学路径被安置于所述半导体层的所述像素单元区域中且接近于所述半导体层的所述背侧，其中所述CDTI结构包括：多个部分，其经布置于所述半导体层中，其中所述多个部分中的每一者从所述背侧朝向所述半导体层的所述前侧延伸相应的深度，其中所述多个部分中的每一者的所述相应深度不同于所述多个部分中的相邻者的相应深度，且其中所述多个部分中的所述每一者在所述半导体层中与所述多个部分中的所述相邻者横向分离且间隔开；控制电路系统，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路系统，其耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列读出图像数据。22.根据权利要求21所述的成像系统，其进一步包括功能逻辑，所述功能逻辑经耦合到所述读出电路系统以存储从所述像素阵列读出的所述图像数据。23.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述多个部分中的所述相邻者包含所述多
个部分中的最近相邻者。24.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述多个部分中的所述每一者具有相应宽度，其中所述多个部分中的所述每一者的所述相应深度随着所述多个部分中的所述每一者的所述相应宽度增加而增加。25.根据权利要求21所述的成像系统，其中所述多个部分中的所述每一者具有第一端及第二端，其中所述多个部分中的所述每一者的所述第一端处于所述半导体层的所述背侧，其中所述多个部分中的所述每一者的所述第二端与所述第一端相对且在从所述背侧相朝向所述半导体层中的所述前侧的所述相应深度处。26.根据权利要求25所述的成像系统，其中所述多个部分中的所述第二端界定具有关于所述半导体层的所述背侧具有大于零的斜率的横截面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧辉，陈刚，牛超，Z，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：