[发明专利]光传感器

说明书

本文揭示一种光传感器，包括衬底、光侦测柱、栅极结构、浮置节点结构以及通道结构。所述衬底具有第一掺杂类型。所述光侦测柱具有第二掺杂类型，并且设置于所述衬底中。所述栅极结构在垂直方向上设置于所述衬底上，并且与光侦测柱电绝缘。所述浮置节点结构设置于所述栅极结构上，于所述垂直方向上相反于所述光侦测柱，且与所述栅极结构电绝缘。所述通道结构延伸穿过所述栅极结构，与所述栅极结构电绝缘，并且电连接至所述光侦测柱及所述浮置节点结构。

技术领域

本发明实施例涉及具有全环绕栅极结构的光传感器及用于形成该光传感器的方法。

背景技术

将传入光子转换成数字信号以实现光感测的光传感器已在各种应用领域中广泛采用。有提出不同结构的光传感器用于小型化或增强操作效率。举例来说，已提出背侧照明(backside illuminated,BSI)结构以改善由光传感器接收的光子的量。在一光传感器中的多个光电二极管可共用相同的转移栅极，以实现装置尺寸的减小。新结构仍被研究以进一步改善光感测效能及尺寸减小。

发明内容

依据本发明的一实施例，特地提出一种光传感器，其包括衬底、光侦测柱、栅极结构、浮置节点结构，与通道结构。所述衬底具有第一掺杂类型。所述光侦测柱具有第二掺杂类型，并且设置于所述衬底中。所述栅极结构在垂直方向上设置于所述衬底上，并与所述光侦测柱电绝缘。所述浮置节点结构设置于所述栅极结构上，于所述垂直方向上相反于所述光侦测柱，且与所述栅极结构电绝缘。所述通道结构延伸穿过所述栅极结构，与所述栅极结构电绝缘，并且电连接至所述光侦测柱及所述浮置节点结构。

根据本发明的一实施例，特地提出一种光传感器包括衬底、多个光侦测柱、隔离结构、栅极电介质层、多个栅极结构、多个通道结构，与浮置节点单元。所述衬底具有第一掺杂类型。所述光侦测柱具有第二掺杂类型，并且设置于所述衬底中。所述隔离结构设置于所述衬底中，并且将所述光侦测柱彼此分开。所述栅极电介质层设置于所述衬底上。所述栅极结构设置于所述衬底上。所述栅极结构中的每一者与所述光侦测柱的一相应者对准，并且通过所述栅极电介质层而与所述光侦测柱的所述相应者分开。所述通道结构中的每一者电性连接至所述光侦测柱中的一相应者，穿透所述栅极结构中的一相应者，并且借由所述栅极电介质层而与所述栅极结构中的所述相应者分开。所述浮置节点单元设置于所述衬底上，相反于所述光侦测柱，电性连接至所述通道结构，且与所述栅极结构分开。

根据一些实施例，一种形成光传感器的方法，包括：于衬底中形成隔离结构，所述衬底具有第一掺杂类型；在所述衬底中形成光侦测柱，所述光侦测柱具有第二掺杂类型；在所述衬底上形成通道结构，所述通道结构电连接至所述光侦测柱；在所述衬底上形成栅极电介质层，所述栅极电介质层包覆所述通道结构；形成栅极结构，其围绕所述通道结构且通过所述栅极电介质层而与所述通道结构分开；形成包覆所述栅极电介质层与所述栅极结构的支撑结构；移除所述支撑结构的一部分和所述栅极电介质层的一部分以暴露所述通道结构的顶表面；以及在所述支撑结构上形成浮置节点结构，所述浮置节点结构连接至所述通道结构的所述顶表面。

附图说明

从以下的详细说明并配合附图阅读，本发明内容的各方面可最佳地被理解。应注意的是，根据产业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清楚，各种特征的尺寸可任意增大或减小。

图1为根据一些实施例的一光传感器的示意性剖视图。

图2及图3为示意性俯视图，显示根据一些实施例的多个光传感器的各种配置。

图4为用于制作根据一些实施例的光传感器的一制程流程图。

图5至图18例示在形成根据一些实施例的光传感器的阶段示意图。

图19为一示意图，显示根据一些实施例的光传感器中的通道区域具有不同结构。

图20为一示意图，显示在制作根据一些实施例的光传感器中，一衬底的过度蚀刻。