具有偏压正侧和背侧的影像传感器制造技术

一种背照式影像传感器包括具有第一导电类型的传感器层，所述传感器层具有前侧和与所述前侧相对的背侧。具有第二导电类型的一个或一个以上区形成于所述传感器层的至少一部分中邻近于所述前侧。所述一个或一个以上区连接到电压端子，所述电压端子用于将这些区加偏压到预定电压。具有所述第二导电类型的背侧阱形成于所述传感器层中邻近于所述背侧。所述背侧阱电连接到另一电压端子，所述另一电压端子用于以不同于所述第一预定电压的第二预定电压对所述背侧阱加偏压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于数字式照相机和其它类型影像撷取器件中的影像传感器，且更具体说来，涉及背照式影像传感器。
技术介绍
电子影像传感器通过使用将入射光转换成电信号的光敏性光检测器来撷取影像。影像传感器一般被分类为前照式影像传感器或背照式影像传感器。随着影像传感器エ业转向愈来愈小的像素设计以増加分辨率且降低成本，背光照明的益处变得愈加清晰。在前照式影像传感器中，电控制线或电导体定位于影像传感器的光检测器与光接收侧之间。此定位带来的结果为电导体阻挡了本应由光检测器接收的光的部分，从而导致不良的量子效率(QE)性能(尤其对于小像素)。对于背照式影像传感器，电控制线或电导体与传感器的光接收侧相对定位，且不会降低QE性能。因此，背照式影像传感器解决了小像素设计引起 的QE性能的问题。图I是根据先有技术的具有前侧偏压和背侧偏压的NMOS背照式影像传感器的一部分的横截面图。具体说来，图I描绘如美国专利申请公开案US2008/0217723中所掲示的背照式影像传感器。传感器层104的前侧102通常已知为传感器层104紧邻电路层106的ー侧，而传感器层104的背侧108与前侧102相対。背侧108通常涂布有绝缘层110。此背侧配置允许光112照在背侧108上并通过光检测器114检测。在背照式影像传感器的情况下，由光检测器114进行的光检测不受电路层106的金属化层级116、栅极118和其它特征影响。前侧接点120通常保持接地，并电连接到浅p型阱122。背侧接点124电连接达到p型区126。像素大小逐渐减小，以努力増加影像传感器中所包括的像素128的数目。较小像素的ー个优点为对于固定光格式来说，影像的分辨率增加。具体说来，较小像素具有较好的调制转移函数(MTF)，且因此可辨别影像中的精细细节，例如薄条纹衬衫上的线条。然而，在背照式影像传感器的情况下，减小像素128的大小未必会改良MTF性能，因为传感器层104内靠近背侧108的电场较低。在低电场区内产生的光生载流子可横向地扩散。具体说来，在室温下，光生载流子可抵抗量值小于lOOOV/cm的电场而扩散的机率是很显著的。横向扩散的载流子被邻近像素中的光检测器114收集的机率相当大。靠近背侧108的低电场区导致不良的MTF性能，且因此导致不良的色彩串扰性能。当将负偏压施加到背侧接点124，并将接地电压施加到前侧接点120时，图I的背照式n通道金属氧化物半导体(NMOS)影像传感器中的MTF性能可得以改良。接点124上的负背侧偏压产生由背侧108到前侧104的电场，这ー电场迫使光生电子130进入最近的光检测器114中。以与前侧p型阱122的电压不同的电压对背侧p型区126加偏压需要由n型区将两个p型区122、126分离。两个接点120、124欧姆短路在一起而无介入的n型区。如图I中所说明，此情形导致具有额外n型植入物132的像素设计，从而有效地产生三阱设计。在此三阱设计中，n+电荷-电压转换机构134驻留于p型阱122中。接点120经由其它p型植入物(包括p型植入物136、138)对浅p型阱122加偏压。相比所解决的问题，三阱设计产生更多的性能相关问题。第一，添加三阱增加了像素晶体管的占据面积(footprint)并缩小了光检测器114的大小，由此减小了光检测器容量。第二，利用n型光检测器114和n型植入物132包围浅p型阱122和p型植入物136、138将不利地影响转移栅极118的可制造性。必须将p+植入物136从转移栅极118拉回，以便使P+植入物136与传感器层104的p外延层隔离。作为光检测器114的一部分安置于P+植入物136与转移栅极118之间的小n型区产生凹穴(pocket)，这些凹穴使延滞性能降级。第三，在制造期间，在转移栅极118下方并邻近于转移栅极118的n植入物132、p型阱122和n型电荷-电压转换机构134的组合也导致延滞性能问题。这是因为需要严格控制的对准。第四，在转移栅极118正下方存在突变n-p-n接面的三阱区将产生高电场区，这一高电场区会增进亮点的产生
技术实现思路
一种背照式影像传感器包括具有第一导电类型的传感器层，所述传感器层具有前侧和与前侧相对的背侧。背侧上方安置有绝缘层。具有第一导电类型的多个光检测器将入射于背侧上的光转换成光生电荷。这些光检测器安置于传感器层中邻近于前侧。具有第二导电类型的ー个或ー个以上区形成于传感器层的至少一部分中邻近于前侧。所述ー个或一个以上区连接到电压端子，这ー电压端子用于将这些区加偏压到预定电压。具有第二导电类型的背侧阱形成于传感器层中邻近于背侧。背侧阱电连接到另ー电压端子，所述另ー电压端子用于以不同于第一预定电压的第二预定电压对背侧阱加偏压。电压差在传感器层的前侧与背侧之间产生电场。优点本专利技术具有如下优点提供ー种具有改良的色彩串扰性能的背照式影像传感器。附图说明參照以下图式将更好地了解本专利技术的实施例。图式各元件未必相对于彼此按比例绘制。图I是根据先有技术的具有前侧偏压和背侧偏压的匪OS背照式影像传感器的一部分的横截面图；图2是在根据本专利技术一个实施例中的影像撷取器件的简化方块图；图3是在根据本专利技术一个实施例中的图2中所示影像传感器206的简化方块图；图4是说明图3中所示像素300的一歌例示性实施方案的示意图；图5是在根据本专利技术一个实施例中的第一背照式影像传感器的一部分的横截面图；图6是在根据本专利技术一个实施例中的第二背照式影像传感器和电偏压式光屏蔽的一部分的俯视图；图7是通过图6中所示线A-A'得到的横截面图；及图8是在根据本专利技术一个实施例中的第三背照式影像传感器的一部分的横截面图。具体实施例方式除非上下文清楚地另外指示，否则本说明书和权利要求书通篇使用的以下术语采用本文中明确地关联的含义。“一”和“所述”的含义包括复数形式的引用，“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。术语“连接”是指所连接项目之间的直接电连接，或通过ー个或ー个以上被动或主动中间器件进行的间接连接。术语“电路”是指单ー组件，或连接在一起以提供所要功能的多个组件(主动或被动式)。术语“信号”是指至少ー种电流、电压或数据信号。另外，例如“在……上”、“在……上方”、“在……顶部”、“在……底部”等方向术语是參照所描述的图式的方位来使用。因为本专利技术实施例的组件可定位在许多不同方位上，所以使用的方向性术语只是出于说明的目的，而决不为限制性的。当结合影像传感器晶片或相应影像传感器的层使用时，方向性术语意欲从广义上解释，且因此不应被解译成排除ー个或ー个以上介入层或其它介入影像传感器特征或元件的存在。因此，在本文中描述为形成于另ー层上或形成于另ー层上方的某一给定层可通过ー个或ー个以上额外层而与所 述另ー层分离。參看诸图式，各图式中的相同数字将指示相同部分。图2是在根据本专利技术一个实施例中的影像撷取器件的简化方块图。影像撷取器件200是作为图2中的数字式照相机实施。所属领域技术人员将认识到，数字式照相机只是可利用并有本专利技术的影像传感器的影像撷取器件的ー个实例。其它类型的影像撷取器件(例如，手机相机、扫描仪和数字式视频摄像机)也可供本专利技术使用。在数字式照相机200中，来自主场景的光202输入到成像台204。成像台204可包括常规元件，例如透镜、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·P·麦卡滕，克里斯蒂安·亚历山德鲁·蒂瓦鲁斯，约瑟夫·R·苏马，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：