[发明专利]背照式图像传感器中的像素隔离结构

权利要求书

1.一种包括像素阵列的背照式图像传感器，包括：

第一像素，设置在衬底的前侧并且配置为响应于入射到所述衬底的背侧上的光而产生电荷载流子；

第二像素，设置在所述衬底的前侧并且配置为响应于入射到所述衬底的背侧上的光而产生电荷载流子；

抗反射层，设置在所述衬底的背侧上；以及

第一隔离结构，设置为将所述第二像素与所述第一像素分隔开，所述第一隔离结构从所述衬底的背侧向着所述衬底的前侧延伸，其中，所述第一隔离结构包括基本上垂直于所述衬底的前侧的第一侧壁；

其中，所述第一隔离结构分离对应于所述第一像素的所述抗反射层的一个区域和对应于所述第二像素的所述抗反射层的另一区域。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一像素和所述第二像素形成在具有<110>晶体取向的硅衬底上。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述衬底的厚度为1微米至3微米。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一侧壁的晶体取向为<111>。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一隔离结构包括凹槽。

6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述第一隔离结构包括填充在所述凹槽中的一种或多种介电材料。

7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述凹槽包括由多个侧壁和所述侧壁之间的基底跨距限定的空隙。

8.根据权利要求5所述的图像传感器，其中，所述凹槽具有介于50nm至110nm的范围内的宽度和介于1微米至3微米之间的深度。

9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一像素还包括：

光敏区；

半导体结构；以及

第二隔离结构，设置为将所述半导体结构和所述光敏区分隔开，所述第二隔离结构从所述衬底的背侧向着所述衬底的前侧延伸，其中，所述第二隔离结构包括基本上垂直于所述衬底的前侧的第二侧壁。

10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：

第三像素，设置在所述衬底的前侧并且配置为响应于入射到所述图像传感器的背侧上的光而产生电荷载流子；以及

第二隔离结构，设置为将所述第三像素与所述第二像素分隔开，所述第二隔离结构从所述衬底的背侧向着所述衬底的前侧延伸，其中，所述第二隔离结构包括基本上垂直于所述衬底的前侧的第二侧壁。

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中：

所述第三像素形成在所述衬底上；以及

所述第二隔离结构包括在所述衬底的背侧上具有开口的凹槽。

12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述第二隔离结构包括填充在所述凹槽中的一种或多种介电材料。

13.一种背照式图像传感器，包括：

光敏区，形成为邻近衬底的前侧并且配置为响应于入射到所述衬底的背侧上的光而产生电荷载流子；

抗反射层，设置在所述衬底的背侧上；以及

隔离结构，设置为将所述光敏区与所述图像传感器的其他区域分隔开，所述隔离结构从所述衬底的背侧向着所述衬底的前侧延伸，其中，所述隔离结构包括基本上垂直于所述衬底的前侧的侧壁；

其中，所述隔离结构分离对应于所述光敏区的所述抗反射层的一个区域和对应于所述图像传感器的其他区域的所述抗反射层的另一区域。

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中，所述隔离结构包括凹槽。

15.一种用于制造包括像素阵列的背照式图像传感器的方法，所述方法包括：

在衬底上形成第一像素和第二像素以响应于入射到所述衬底的背侧上的光而产生电荷载流子；

在所述衬底的背侧上形成抗反射层；以及

通过使用化学溶液在所述衬底的背侧内蚀刻，并且将所述抗反射层用作硬掩模来形成隔离结构以将所述第二像素与所述第一像素分隔开。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述衬底包括晶体取向为<110>的硅晶圆。