具有低串擾的背照明傳感器的製作方法
2023-06-30 14:19:46
專利名稱：具有低串擾的背照明傳感器的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及圖像傳感器，且更具體地涉及背照明圖像傳感器。
背景技術：
電子圖像傳感器使用將入射光轉換為電信號的光敏光電檢測器來捕獲圖像。圖像傳感器一般分類為前照明圖像傳感器或背照明圖像傳感器。
圖1是前照明圖像傳感器的穿過三個像素101、102、103的簡化橫截面。所示的圖像傳感器100是PMOS圖像傳感器，其包括在P++襯底2內在ρ外延(ρ-印i)矽層3上形成的像素101、102、103。在此傳感器層4 內形成光電檢測器91、92、93。在每一光電檢測器91、92、93上形成η型釘札層27。在每一像素101、102、103內形成一個或多個淺溝槽隔離(STI)區域5。不同的η型釘札層沈加內襯於STI溝槽，其目的是減少由於沿STI側壁的矽懸掛鍵引起的暗電流產生。使用傳送柵極10以將所收集的光生電荷31自光電檢測器91傳送至電荷一電壓轉換器觀。所示的電荷一電壓轉換器觀被配置為浮動擴散。該轉換器觀轉換電荷為電壓信號。像素陣列內的諸電晶體(見圖2)放大此電壓信號並將信息中繼至外部電路，在該外部電路中進一步處理圖像。參照圖2，源極跟隨器電晶體173緩衝儲存於電荷一電壓轉換器觀中的電壓信號。重設電晶體172用以在讀出像素之前將轉換器觀重設至已知電位。自源極跟隨器174的輸出電壓驅動連接至成像器周邊的外部電路的列線。返回至圖1，電荷一電壓轉換器觀駐留於淺η阱四中，該淺η阱四使P+轉換器 28隔離於光電檢測器91及襯底2。該淺η阱四是透過阱接觸件37而偏壓至已知電壓電平VDD。VDD亦加偏壓於η型釘札層27、加內襯於STI溝槽的η型釘札層沈及深η阱21。 該深η阱21通過額外η型注入物30而電連接至淺η阱四。使淺η阱四與深η阱21兩者相對於接地偏壓至已知電位驅使光生電荷31進入光電檢測器91。使兩阱偏壓執行了顯著地減少電串擾的額外功能。舉例而言，在其中電場為零的位置(通常稱為垂直溢流漏極位置(虛線8))之下的光生電荷33被掃入襯底。該垂直溢流漏極通過防止光生電荷擴散至相鄰像素中而幾乎消除電串擾，且因此改良器件的MTF性能。阱接觸件37定位於圖像傳感器的周邊處。其他η阱接觸件則遍及成像區域(未繪示)周期性地隔開，以減少阱21、29的有效電阻，並減少或消除阱彈跳。對於圖1之前照明圖像傳感器，導電互連51、52、53(諸如柵極及連接器)形成於電路層50中。不幸的是，導電互連51、52、53及與電路層50相關聯的多種其他特徵在光電檢測器91、92、93上的定位不利地影響圖像傳感器100的填充因數及量子效率。這是因為來自主題場景的光19在照射到前矽表面9之前必須穿過電路層50，並被光電檢測器91、92、 93偵測。圖3示出駐留於圖像傳感器周邊處的標準CMOS電路的一部分的橫截面圖。標準 PMOS電晶體142及NMOS電晶體143以及其相關聯的淺η阱140注入物及ρ阱141注入物不受成像區域(圖1的像素101、102、103)中的深η阱21注入物(圖1)影響。CMOS電路中成像區域外的P型電晶體142及η型電晶體143使用標準CMOS工藝流程製造。在彩色濾光器陣列的製造期間，藉由不透明光屏蔽物(未繪示)來保護CMOS電路使其免受背照明。
4該光屏蔽物可為金屬；紅色、綠色及藍色彩色濾光器陣列材料的層疊層；或獨特的光吸收材料。圖4示出背照明圖像傳感器的橫截面。背照明通過構造圖像傳感器使得來自主題場景的光入射至傳感器層的後側上而解決填充因數及量子效率問題。傳感器層213的「前側」9通常稱為鄰接電路層50的傳感器層213的一側，而「 背側」 250是與該前側9相對的傳感器層213的一側。典型地，電路層50附著至支撐襯底(未繪示)。此背側配置容許光 219照射到傳感器層213的背側250，光於該背側處由光電檢測器91、92、93檢測。光電檢測器91、92、93對光219的檢測不再受金屬化層級51、52、53、互連37及電路層的其他特徵 (諸如柵極10)影響。在增加圖像傳感器中所提供的像素數目的努力下，像素尺寸已遞減。轉至較小像素的優點是增加固定光學格式的圖像的解析度。明確言之，較小像素具有較好的調製傳遞函數(MTF)，並可因此區別圖像中的微小細節，諸如細條紋襯衫上的線。然而，如圖4所示， 減少背側配置的像素尺寸並未線性改良MTF效能。不同於前側照明PMOS像素，背側照明 PMOS像素不存在垂直溢流漏極(圖1中附圖標記8)。因此，在深η阱區域221中所產生的光載流子233可擴散至相鄰像素中。接近室溫下，光載流子能夠以相當大的概率抵抗量值上小於lOOOV/cm的電場擴散。由量值上為lOOOV/cm的電場所界定的線被限定為耗盡邊緣邊界211，並該線粗略限定給定光電二極體91、92、93的收集區域。在光電二極體之間及在背側Si/Si02界面250與耗盡邊緣邊界211之間均存在低電場區域。此橫向擴散使MTF的電部分降級。橫向混合隨著像素尺寸減小而增加，由相鄰像素之電荷收集區域211收集低電場區域215中的光致電荷載流子233的可能性增加。更重要的是，對於彩色部分，這可引起像素間之色彩混合，並因此使圖像品質降級。關於圖4中所示出的背側配置存在不同的問題。η阱接觸件37並未實現至深η阱 221的連續電連接。圖5示出一種用於使用額外η型注入物340、341、342來接觸深η阱321 的方法。然而，較深的注入物越深(340比341淺，341比342淺)具有較大的橫向散亂。這夾斷光電二極體311的耗盡區域，導致較淺收集深度。因此，需要一種經改良圖像傳感器結構。
發明內容
一種背照明圖像傳感器包括傳感器層，該傳感器層具有前側及與該前側相對的背側。使絕緣層定位成相鄰於該背側，且電路層相鄰於該前側。第一類型導電性的多個光電檢測器將入射至該背側上的光轉換為光生電荷。光電檢測器相鄰於該前側而安置於該傳感器層中。第二類型導電性的區域形成於相鄰於該前側的該傳感器層的至少一部分中，且被連接至電壓端子用於以預定電壓加偏壓於該第二類型導電性區域。第二類型導電性的阱相鄰於該背側而形成於該傳感器層中。在該傳感器層中的溝槽隔離開始於該前側，並且延伸超過光電二極體的耗盡區域。本發明擁有提供一種具有經改良串擾性能的圖像傳感器的優點。附圖簡述參照一下附圖能更好地理解本發明的實施例。附圖的各要素相對於彼此不一定時按比例的。相似的附圖標記指示相應類似的部件。
圖1示出前側照明圖像傳感器的簡化橫截面圖；圖2是示出非共用像素的示意圖；圖3是示出圖像傳感器的標準CMOS電路的一部分的橫截面圖；圖4是示出典型背照明圖像傳感器的橫截面圖；圖5是示出典型背照明圖像傳感器的橫截面圖，該背照明圖像傳感器具有圖案化 η型注入物用以將η+接觸件電連接至深η阱；圖6是示出根據本發明實施例的背照明圖像傳感器的一部分的橫截面圖；圖7是示出根據本發明的另一個實施例的背照明圖像傳感器的一部分的平面圖；圖8是穿過圖7的線A-A'的橫截面圖；圖9是穿過圖7的線B-B'的橫截面圖；及圖10是概念性示出圖像捕獲裝置的實施例的方塊圖。本發明的詳細描述在以下的詳細描述中，參照構成本發明一部分的附圖，而且在附圖中通過圖解示出了可實施本發明的特定實施例。在這點上，方向術語諸如「頂」、「底」、「前」、「後」、「頭」、 「尾」等用以參考所述(諸)圖之定向。因為本發明實施例的諸組件可沿許多不同定向定位，故方向術語是用於示出之目的且不具任何限制性。應了解，在不脫離本發明的範疇下可利用其他實施例並且可作出結構或邏輯改變。因此，以下的詳細描述不應視為具有限制意味，且本發明的範疇是隨附權利要求限定。圖6示出背照明圖像傳感器400的實施例中的像素結構的橫截面圖。該橫截面穿過圖像傳感器400的三個示例像素401、402、403。圖像傳感器層400包括有源矽傳感器層 213，該有源矽傳感器層213具有前側409及與該前側409相對的背側250。絕緣層252定位成相鄰於該背側250，且電路層50是相鄰於該前側409，使得該傳感器層213位於該電路層50與該絕緣層252之間。在所示出之實施例中，絕緣層252由二氧化矽(SiO2)或另一適當介電材料製造。該電路層50包括導電互連451、452、453，諸如形成圖像傳感器400之控制電路的柵極及連接器。像素401、402、403之每一者包括第一類型導電性的各自的光電二極體491、492、 493，以將入射至背側205上之光219轉換為光生電荷。在所示出之實施例中，光電二極體 491、492、493形成於ρ外延襯底中，且相鄰於前側409而安置於傳感器層213中。舉例而言，參照像素401，使用傳送柵極410以將所收集之光生電荷自光電檢測器 491傳送至一電荷一電壓轉換器428，在所示出的實施例中該電荷一電壓轉換器4 被配置為浮動擴散。第二類型導電性的區域形成於相鄰於前側409的傳感器層213的至少一部分中， 且連接至電壓端子437以用預定電壓加偏壓於該第二類型導電性區域。在所示出的實施例中，此第二類型導電性阱是淺η阱429。將電荷轉換為電壓信號之轉換器4 位於該淺η阱 429中，該淺η阱似9經由電壓端子437而偏壓至已知電壓電平VDD，在某些實施例中，該電壓端子437是η阱接觸件437。第二類型導電性的阱(在某些實施例中為深η阱421)相鄰於背側250而形成於傳感器層213中。深溝槽隔離(DTI) 405開始於前側409並延伸超過光電二極體491、492、493之耗盡區域411。因光生載流子無法擴散穿過DTI 405，故該DTI減少串擾。當前，電串擾之唯一路徑是穿過DTI 405的底端與背側表面250間的窄區域445。 薄層η型摻雜物426加內襯於或包封DTI 405，並連接前側409處的η阱429及接觸件437，且連接背側250處的深η阱421。此η型內襯426提供兩個主要目的。第一，η型摻雜物426藉由確保耗盡區域411不穿通及接觸DTI側壁而減少由於沿DTI側壁的矽懸掛鍵所致的暗電流產生。第二，該η型摻雜物提供介於η阱接觸件437與深η阱421之間的連續電路徑。不同於圖5的多重注入物配置340、341、342，圖6中所示出的實施例並未明顯夾斷耗盡區域411。一種用於以η型摻雜物加內襯於DTI的適當方法包括在蝕刻DTI 405 後即提供一系列成角度的注入物，且每一注入物以稍微不同之角度指向側壁之不同部分。圖7示出根據本發明實施例中的另一像素結構的平面圖。此像素結構使用全溝槽隔離(FTI)。該FTI延伸穿過有源矽層213，到達背側介電層252。(見圖8及圖9)。為了示出的目的，此結構對於每兩個光電二極體591、592包含一個η阱接觸件537。單一像素由光電二極體592、傳送柵極510、浮動擴散528、重設柵極572、源極/跟隨器柵極573及源極/跟隨器輸出574組成。點狀區域505標識FTI區域。虛線580示出諸像素並不完全由 FTI 505圍繞，因此在像素之間於χ方向與y方向兩者上均存在連續路徑。圖8是穿過圖7之線A-A'的橫截面圖。沿此橫截面，FTI完全隔離像素591、592、 593。在此橫截面內，低電場區域515中的光生電荷533因FTI而無法擴散至相鄰像素中。 再者，FTI 505的折射率比矽213的折射率小許多，因此該FTI不僅減少電串擾，而且亦藉由在矽內為入射光子建立波導(見560)而減少光學串擾。圖9是光電二極體之間(圖7之線B-B')的橫截面圖。FTI 505再次延伸穿過有源矽層213。此結構亦透過η區域526及536而提供介於前側接觸件537與深η阱521 之間的電連接。圖8及圖9中的深η阱區域亦未彼此隔離，而是連續連接的。FTI區域505 包括未延伸至絕緣層252的諸部分以便連接相鄰像素之間的背側處之深η阱521。這是由圖7中之虛線580及圖8及圖9中之黑色實心圓555加以示出。若深η阱521並不連續連接，則在某些像素中該深η阱可能為電浮動。浮動深η阱使時間落差(lag)及暗電流性能降級。圖10是示出圖像捕獲裝置(諸如數位相機)的方塊圖，其包含背照明圖像傳感器 (諸如本文所揭示之圖像傳感器400、500之實施例)。儘管示出及描述數位相機，但本發明顯然可應用於其他類型圖像捕獲裝置。在所揭示相機中，來自主題場景之光610被輸入至成像級611，在該成像級611中光藉由透鏡612聚焦以於圖像傳感器600上形成圖像。如上所述，圖像傳感器600將入射光轉換為用於該圖像傳感器600之每一像素的電信號。藉由插入於光學路徑中的光圈組塊614(其改變孔徑)及中性密度(ND)濾光器組塊613 (其包括一個或多個ND濾光器)而調節到達傳感器600之光量。快門組塊618敞開的時間亦可調節總體光度。曝光控制器組塊640響應於被亮度傳感器組塊616所計量之場景中可得的光量，並控制此等全部三個調節功能。特定相機配置的描述將為本領域的技術人員所熟知，且本領域的技術人員應明白存在許多變動及額外特徵。舉例而言，可添加自動聚焦系統，或透鏡可拆卸且可更換。應了解，本發明應用於多種類型數位相機，其中可藉由替代組件提供類似功能性。舉例而言，數位相機是相對簡單的隨按即拍型(point and shoot)數位相機，其中快門618是相對簡單的可移動片式快門或類似物，而非更複雜的焦平面配置。本發明各方面亦可實踐於非相機裝置(諸如行動電話及機動車輛)中所包括之成像組件上。來自圖像傳感器600模擬信號藉由模擬信號處理器622處理並被施加至模數(A/ D)轉換器624。時序發生器626產生多種時脈信號以選擇行及像素，並且使模擬信號處理器622及A/D轉換器624的操作同步。圖像傳感器級628包括圖像傳感器600、模擬信號處理器622、A/D轉換器624及時序發生器626。該圖像傳感器級628的諸組件可為分離製造的集成電路，或該等組件如同通常對CMOS圖像傳感器所實現的可被製造為單一集成電路。 來自A/D轉換器624之所得數字像素值之串流被儲存於與數位訊號處理器(DSP) 636相關聯之存儲器632中。該數位訊號處理器636是所示出之實施例中的三個處理器或控制器之一者，另外兩個為系統控制器650及曝光控制器640。儘管在多重控制器及處理器之間的此相機功能控制劃分具典型性，但是可按多種方式組合此等控制器或處理器，而不影響相機之功能操作及本發明之應用。此等控制器或處理器可包括一個或多個數位訊號處理器裝置、微控制器、可編程邏輯裝置或其他數字邏輯電路。儘管已描述此類控制器或處理器之組合，但明顯的是，可指定一個控制器或處理器來執行所有所需功能。所有此等變動可執行相同功能並落入本發明之範疇內，且在需要時將使用術語「處理級」用於在一個短語中涵蓋所有此種功能性，例如，如同圖10中的處理級638。在示出的實施例中，DSP 636根據永久儲存於程序存儲器654中並被複製至該存儲器632以便在圖像捕獲期間執行的軟體程序來操縱該存儲器632中之數字圖像數據。該 DSP 636執行實踐圖像處理所需之軟體。存儲器632包括任何類型的隨機存取存儲器，諸如 SDRAM。包括地址信號及數據信號的路徑的總線630將DSP 636連接至其相關存儲器632、 A/D轉換器624及其他相關裝置。系統控制器650基於儲存於程序存儲器654中的軟體程序來控制相機的整體操作，該程序存儲器654可包括閃EEPROM或其他非易失性存儲器。此存儲器亦可用以儲存圖像傳感器校準數據、用戶設定選擇及在關閉相機時必須保存的其他數據。該系統控制器650 藉由下列來控制圖像捕獲序列導引曝光控制器640操作如先前所述的透鏡612、ND濾光器 613、光圈614及快門618 ；導引時序發生器626操作圖像傳感器600及相關聯的元件；及導弓IDSP 636處理所捕獲的圖像數據。在捕獲及處理圖像後，儲存於存儲器632中的最終圖像文件經由接口 657傳送至主機計算機、儲存於可卸除式存儲器卡664或其他儲存裝置上， 並且為用戶顯示於圖像顯示器688上。總線652包括用於地址信號、數據信號及控制信號的路徑，並將系統控制器650連接至DSP 636、程序存儲器654、系統存儲器656、主機界面657、存儲器卡接口 660及其他相關裝置。該主機接口 657提供至個人計算機(PC)或其他主機計算機的高速連接，用於傳送圖像數據以顯示、儲存、操縱或列印。此接口是IEEE1394或USB2.0串行接口或任何其他適當的數字接口。存儲器卡664通常是插入於插槽662中，並且經由存儲 器卡接口 660連接至系統控制器650的壓縮閃速儲存器(CF)卡。可利用的其他類型儲存器包括(例如)PC 卡、多媒體卡(MMC)，或安全數字(SD)卡。經處理圖像被複製至系統存儲器656中的顯示緩衝器，並經由視頻編碼器680連續讀出以產生視頻信號。此信號是直接自相機輸出以顯示於外部監測器上，或由顯示控制器682處理並呈現於圖像顯示器688上。此顯示器通常是有源矩陣彩色液晶顯示器(IXD)，然而亦可使用其他類型顯示器。藉由執行於曝光控制器640及系統控制器650上的諸軟體程序的組合來控制用戶界面(包括取景器顯示器670、曝光顯示器672、狀態顯示器676及圖像顯示器688，以及用戶輸入674的所有或任意組合)。用戶輸入674通常包括按鈕、搖杆開關、操縱杆、旋轉式撥號盤或觸控螢幕的某組合。曝光控制器640操作光計量、曝光模式、自動聚焦及其他曝光功能。系統控制器650管理呈現於該等顯示器中的一個或多個上(例如圖像顯示器688上) 的圖形用戶界面(GUI)。該GUI通常包括用於實現多種選項選擇的菜單及用於檢查所捕獲的圖像的檢視模式。曝光控制器640接受選擇曝光模式、透鏡孔徑、曝光時間(快門速度)及曝光指數或ISO速度等級的用戶輸入，並且相應地導引透鏡及快門以用於後續圖像捕獲。利用亮度傳感器616以量測場景亮度，並且為用戶提供用於手動設定ISO速度等級、孔徑及快門速度時參考的曝光計量功能。在此情況下，當用戶改變一個或多個設定時，呈現於取景器顯示器 670上的光計量指示器將告訴用戶圖像將曝光過度或曝光不足的程度。在自動曝光模式中， 用戶改變一個設定，且曝光控制器640自動改變另一設定以維持正確曝光。舉例而言，對於給定ISO速度等級，當用戶減小透鏡孔徑時，曝光控制器640自動增加曝光時間以維持相同的總曝光。已特定參考本發明的某些較佳實施例來詳細地描述本發明，但應了解，在本發明的精神及範疇內可實現變動及修改。元件列表2 P++襯底3 ρ 外延4矽晶圓5淺溝槽隔離8指示垂直溢流漏極的表面9有源層的前側表面10傳送柵極11耗盡區域邊界19前側入射光21 深η 阱26 STI 之 η 鈍化27 η+釘札層28 ρ+浮動擴散29 (成像器區域中的)淺η阱30中等能量的η型注入物區域31由鄰近光電二極體收集之光載流子32垂直溢流漏極的光電二極體側上的光載流子33與垂直溢流漏極的光電二極體側相對的光載流子37至η阱的電接觸件50電路層
51金屬配線52金屬配線53金屬配線91光電二極體92光電二極體93光電二極體100圖像陣列
101 像素102 像素103 像素140用於標準CMOS工藝的淺η阱141用於標準CMOS工藝的淺ρ阱142 PMOS 電晶體143 NMOS 電晶體172重設柵極173源極/跟隨器柵極174源極/跟隨器輸出線200圖像陣列201 像素202 像素203 像素211耗盡區域邊界213 ρ外延層(有源矽層)215低電場區域219背側入射光221 深 η 阱232由最接近的光電二極體收集的光載流子233由鄰近光電二極體收集的光載流子250背側矽/電介質界面252背側介電層300圖像陣列301 像素302 像素303 像素311耗盡區域邊界313 ρ外延層(有源矽層)315低電場區域321 深 η 阱332由最接近的光電二極體收集的光載流子
333由鄰近光電二極體收集的光載流子340用於連接淺η阱與深η阱的額外η型注入物341用於連接淺η阱與深η阱的額外η型注入物342用於連接淺η阱與深η阱的額外η型注入物400圖像陣列401 像素402 像素403 像素405深溝槽隔離409有源層的前側表面410傳送柵極411耗盡區域邊界415低電場區域421 深 η 阱426 DTI 的 η 鈍化428 ρ+浮動擴散429 (成像器區域中的)淺η阱432由最接近光電二極體收集的光載流子433在耗盡區域下收集且由最接近光電二極體收集的光載流子437至η阱之電接觸件451金屬配線452金屬配線453金屬配線491光電二極體492光電二極體493光電二極體500圖像陣列501 像素502 像素503 像素505全溝槽隔離509有源層的前側表面510傳送柵極511耗盡區域邊界515低電場區域521 深 η 阱526 FTI 的 η 鈍化527 η+釘札層528 ρ+浮動擴散
536光電二極體間的η+層 532由最接近光電二極體收集的光載流子533在耗盡區域下收集且由最接近光電二極體收集的光載流子537至η阱的電接觸件551金屬配線552金屬配線553金屬配線555深η阱中的連續連接性的標識符560內反射光電二極體572重設柵極573源極/跟隨器柵極574源極/跟隨器輸出線580標示深η阱中的連續連接性的路徑的虛線591光電二極體592光電二極體593光電二極體600背照明圖像傳感器610 光611成像級612 透鏡613 ND濾光器組塊614光圈組塊616亮度傳感器組塊618快門組塊622模擬信號處理器624模數(A/D)轉換器626時序發生器628圖像傳感器級630 總線632存儲器636數位訊號處理器(DSP)638處理級640曝光控制器650系統控制器652 總線654程序存儲器656系統存儲器657 主機接口660存儲器卡界面
662插槽
664存儲器卡
670取景器顯示器
672曝光顯示器
674用戶輸入
676狀態顯示器
680視頻編碼器
682顯示控制器
688圖像顯示器
權利要求
1.一種背照明圖像傳感器，其包括傳感器層，具有前側及與所述前側相對的背側； 絕緣層，相鄰於所述背側； 電路層，相鄰於所述前側；第一類型導電性的多個光電檢測器，用於將入射至所述背側上的光轉換為光生電荷， 所述光電檢測器具有耗盡區域，其中所述多個光電檢測器相鄰於所述前側而安置於所述傳感器層中；第二類型導電性的區域，形成於所述傳感器層的相鄰於所述前側的至少一部分中，並且連接至電壓端子，用於以預定電壓加偏壓於所述第二類型導電性區域； 第二類型導電性的阱，相鄰於所述背側而形成於所述傳感器層中；及在所述傳感器層中的溝槽隔離，所述溝槽隔離開始於所述前側且延伸超過所述光電檢測器的耗盡區域。
2.如權利要求1所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述溝槽隔離具有第二類型導電性的內襯，所述內襯將相鄰於所述前側的第二類型導電性的區域與相鄰於所述背側的該阱相連接。
3.如權利要求1或2所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述溝槽隔離延伸至所述絕緣層。
4.如權利要求3所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述溝槽隔離包括未延伸至所述絕緣層的諸部分，以便連接相鄰光電檢測器之間的背側處的所述阱。
5.如權利要求1或2所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述第一類型導電性為正。
6.如權利要求1或2所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述第二類型導電性為負。
7.如權利要求1或2所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，所述光電二極體形成於ρ 外延襯底中。
8.如權利要求1或2所述的背照明圖像傳感器，其特徵在於，形成在相鄰於所述前側的傳感器層的至少一部分中的所述第二類型導電性的區域是η阱。
9.一種用於製造背照明圖像傳感器的方法，其包括提供傳感器層，所述傳感器層具有前側及與所述前側相對的背側； 使絕緣層定位成相鄰於所述背側； 使電路層定位成相鄰於所述前側；提供第一類型導電性的多個光電檢測器，所述多個光電檢測器用於將入射至背側上之光轉換為光生電荷，所述光電檢測器具有耗盡區域，其中所述多個光電檢測器相鄰於所述前側而安置在所述傳感器層中；在相鄰於所述前側的所述傳感器層的至少一部分中，形成第二類型導電性的區域； 以預定電壓加偏壓於所述第二類型導電性區域； 在所述傳感器層中相鄰於所述背側形成第二類型導電性的阱；及在所述傳感器層中提供溝槽隔離，所述溝槽隔離開始於所述前側且延伸超過所述光電二極體的所述耗盡區域。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括以第二類型導電性的材料加內襯於所述溝槽隔離，以將相鄰於所述前側的第二類型導電性的所述區域與相鄰於所述背側的所述阱相連接。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，所述溝槽隔離延伸至所述絕緣層。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述溝槽隔離包括未延伸至所述絕緣層的諸部分，以便連接相鄰光電檢測器之間的所述背側處的所述阱。
13.如權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，所述第一類型導電性為正。
14.如權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，所述第二類型導電性為負。
15.一種圖像捕獲裝置，其包括 透鏡，配置成接收光；背照明圖像傳感器，其包括傳感器層，具有前側及與所述前側相對的背側；絕緣層，其相鄰於所述背側；電路層，其相鄰於所述前側；第一類型導電性的多個光電檢測器，所述多個光電檢測器用於將來自所述透鏡的入射至所述背側上的光轉換為光生電荷，所述光電檢測器具有耗盡區域，其中所述多個光電檢測器相鄰於所述前側而安置在所述傳感器層中；第二類型導電性的區域，其形成於所述傳感器層的與所述前側相鄰的至少一部分中， 且連接至電壓端子，用於以預定電壓加偏壓於所述第二類型導電性區域； 第二類型導電性的阱，其相鄰於所述背側而形成在所述傳感器層中；及在所述傳感器層中的溝槽隔離，所述溝槽隔離開始於所述前側且延伸超過所述光電二極體的所述耗盡區域。
16.如權利要求15所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述溝槽隔離具有第二類型導電性的內襯，所述內襯將相鄰於所述前側的所述第二類型導電性的所述區域與相鄰於所述背側的所述阱相連接。
17.如權利要求15或16所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述溝槽隔離延伸至所述絕緣層。
18.如權利要求17所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述溝槽隔離包括未延伸至所述絕緣層的諸部分，以便連接相鄰光電檢測器之間的所述背側處的所述阱。
19.如權利要求15或16所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述第一類型導電性為正。
20.如權利要求15或16所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述第二類型導電性為負。
21.如權利要求15或16的圖像捕獲裝置，其特徵在於，所述光電二極體形成於ρ外延襯底中。
22.如權利要求15或16所述的圖像捕獲裝置，其特徵在於，形成於相鄰於所述前側的所述傳感器層的至少一部分中的第二類型導電性的所述區域是η阱。
全文摘要
一種背照明圖像傳感器包括傳感器層，該傳感器層具有前側及與該前側相對的背側。使絕緣層定位成相鄰於該背側，且電路層相鄰於該前側。第一類型導電性的多個光電檢測器將入射至該背側上的光轉換為光生電荷。該光電檢測器相鄰於該前側而安置在該傳感器層中。第二類型導電性的區域形成於相鄰於該前側的該傳感器層的至少一部分中，且被連接至電壓端子用於以預定電壓加偏壓於該第二類型導電性區域。第二類型導電性的阱相鄰於背側而形成於傳感器層中。在傳感器層中的溝槽隔離開始於前側，且延伸超過光電二極體的耗盡區域。
文檔編號H01L27/146GK102246302SQ200980151625
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月16日 優先權日2008年12月17日
發明者C·A·蒂瓦拉斯, J·P·麥卡特恩, J·R·薩馬 申請人:美商豪威科技股份有限公司