[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本公开的各种实施例涉及一种图像传感器，所述图像传感器包括各自设置在半导体衬底内的第一光电探测器及第二光电探测器。隔离结构从所述半导体衬底的前侧表面延伸到所述半导体衬底的后侧表面。所述前侧表面与所述后侧表面相对，且所述隔离结构在侧向上位于所述第一光电探测器与所述第二光电探测器之间。读出晶体管设置在所述半导体衬底的所述前侧表面上。所述读出晶体管的第一侧上覆在所述第一光电探测器上且所述读出晶体管的第二侧上覆在所述第二光电探测器上。所述第一侧与所述第二侧相对且所述读出晶体管在所述隔离结构之上连续地延伸。

技术领域

本发明的实施例是有关于一种图像传感器。

背景技术

许多现代电子器件(例如，数字相机、光学成像器件等)包括图像传感器。图像传感器将光学图像转换成可表示为数字图像的数字数据。图像传感器包括像素传感器阵列，像素传感器阵列是用于将光学图像转换成数字数据的单元器件。像素传感器的一些类型包括电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)图像传感器及互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)图像传感器(CMOS image sensor，CIS)。与CCD图像传感器相比，CIS由于功耗低、大小小、数据处理快、数据直接输出及制造成本低及其他原因，而更受青睐。

发明内容

本发明的实施例提供一种图像传感器，包括：第一光电探测器，设置在半导体衬底内。第二光电探测器，设置在所述半导体衬底内。隔离结构，从所述半导体衬底的前侧表面延伸到所述半导体衬底的后侧表面，其中所述前侧表面与所述后侧表面相对，且其中所述隔离结构在侧向上位于所述第一光电探测器与所述第二光电探测器之间。以及读出晶体管，设置在所述半导体衬底的所述前侧表面上，其中所述读出晶体管的第一侧上覆在所述第一光电探测器上且所述读出晶体管的第二侧上覆在所述第二光电探测器上，其中所述第一侧与所述第二侧相对，且其中所述读出晶体管在所述隔离结构之上连续地延伸。

本发明的实施例提供一种图像传感器，包括：第一像素传感器及第二像素传感器，各自包括多个光电探测器、多个转移晶体管、及浮动扩散节点，其中所述多个光电探测器设置在半导体衬底内，且其中所述多个转移晶体管设置在所述半导体衬底的前侧表面上且将所述多个光电探测器选择性地电耦合到所述浮动扩散节点。隔离结构，设置在所述半导体衬底内，其中所述隔离结构连续地环绕所述第一像素传感器中的每一光电探测器及所述第二像素传感器中的每一光电探测器，且其中所述隔离结构完全延伸穿过所述半导体衬底。源极输出器晶体管，上覆在所述第一像素传感器上且由所述第一像素传感器的所述浮动扩散节点进行门控。以及行选择晶体管，上覆在所述第二像素传感器上且具有电耦合到所述源极输出器晶体管的源极/漏极区的源极/漏极区。

本发明的实施例提供一种形成图像传感器的方法，所述方法包括：在半导体衬底的前侧表面上形成浅沟槽隔离结构。在所述半导体衬底中形成第一光电探测器及第二光电探测器，其中所述第一光电探测器与所述第二光电探测器通过所述浅沟槽隔离结构在侧向上隔开。在所述前侧表面上形成读出晶体管，其中所述读出晶体管的第一侧壁上覆在所述第一光电探测器上且所述读出晶体管的第二侧壁上覆在所述第二光电探测器上，其中所述第一侧壁与所述第二侧壁相对，且其中所述读出晶体管在所述浅沟槽隔离结构的上表面之上连续地延伸。沿所述读出晶体管的所述第一侧壁形成第一源极/漏极区。沿所述读出晶体管的所述第一侧壁形成第一结隔离结构，其中所述第一结隔离结构在侧向上位于所述第一源极/漏极区之间。以及在所述半导体衬底的后侧表面上形成深沟槽隔离结构，其中所述深沟槽隔离结构从所述后侧表面延伸到所述浅沟槽隔离结构。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1示出具有在隔离结构之上延伸的像素器件的图像传感器的一些实施例的布局图。

图2示出根据线A-A’的图1所示图像传感器的一些替代实施例的剖视图。