增加圖像傳感器100的性能參數(shù)，諸如例如，吸收率和光敏性。
[0110]半導(dǎo)體襯底450-1可以包括第一光電二極管B1、第二發(fā)光二極管B2、P阱452、第一溝槽D1和第二溝槽D2。第一光電二極管B1和第二光電二極管B2可以存儲(chǔ)根據(jù)透過(guò)微鏡頭412的光的強(qiáng)度所生成的光電荷。
[0111]在示例性實(shí)施例中，第一光電二極管B1和第二光電二極管B2可以通過(guò)離子注入過(guò)程形成為P阱452內(nèi)的η型區(qū)域。第一光電二極管Β1和第二光電二極管Β2中的每一個(gè)可以形成多個(gè)摻雜區(qū)域堆疊在其中的結(jié)構(gòu)。頂端摻雜區(qū)域可以使用η+型離子注入來(lái)形成，并且底部摻雜區(qū)域可以使用η-型離子注入來(lái)形成。第一光電二極管Β1和第二光電二極管B2可以跨過(guò)除了溝槽D1和D2外的像素400-1的大多數(shù)區(qū)域來(lái)形成，這導(dǎo)致高填充因子。填充因子(fill factor)可以由光接收區(qū)域與像素區(qū)域的比率來(lái)定義。更高的填充因子導(dǎo)致更高的光吸收率。
[0112]P阱452可以形成為圍繞第一光電二極管B1和第二光電二極管B2。P阱452可以使第一光電二極管B1和第二光電二極管B2在電氣上與光電二極管B1和B2的周邊元件，諸如例如，布線(xiàn)層470、第二平層418以及溝槽D1和D2絕緣。與P阱452中的晶體管TX1至TX4、RX、DX和SX中的每一個(gè)的柵極472相鄰的高度n++摻雜區(qū)域可以操作為晶體管TX1至TX4、RX、DX和SX源極和漏極端。
[0113]第一溝槽D1和第二溝槽D2可以使用例如，溝槽過(guò)程(trench process)來(lái)形成。溝槽過(guò)程是在半導(dǎo)體襯底450-1中形成一定深度的溝槽的過(guò)程。溝槽過(guò)程可以指提供相對(duì)深溝槽的深溝槽隔離(DTI)過(guò)程和提供相對(duì)淺溝槽的淺溝槽隔離(STI)過(guò)程。第一溝槽D1和第二溝槽D2中的每一個(gè)可以是使用DTI過(guò)程形成的DTI溝槽或使用STI過(guò)程形成的STI溝槽。
[0114]第一溝槽D1可以使相鄰的光電二極管(例如，B1和B2或B1和B3)彼此電隔離。第二溝槽D2可以使第一像素120-1A、120-2A或120-3A中的光電二極管(例如，B2)和與第一像素120-1A、120-2A或120-3A相鄰的像素(例如，120-1B、120-2B或120-3B)中的光電二極管(例如，Gbl)電隔離。
[0115]第一溝槽D1和第二溝槽D2可以防止在當(dāng)前像素中的相鄰的光電二極管(例如，B1和B2)之間，或者在當(dāng)前像素中的光電二極管和相鄰的像素的光電二極管(例如，Gbl)之間發(fā)生的電串?dāng)_和光串?dāng)_。電串?dāng)_是信噪比(SNR)由于相鄰光電二極管(例如，B1、B2和Gbl)之間的載流子的交換而降低的現(xiàn)象。光串?dāng)_是SNR因?yàn)槿肷湓诎雽?dǎo)體襯底450-1的內(nèi)側(cè)(例如，右側(cè)的第一溝槽D1和第二溝槽D2之間的部分)的光貫穿相鄰區(qū)域(例如中，左側(cè)的第一溝槽D1和第二溝槽D2之間的部分)而降低的現(xiàn)象。
[0116]第一溝槽D1和第二溝槽D2可以利用諸如例如鉿氧化物的氧化物和/或多晶硅來(lái)填充。例如，第一溝槽D1和第二溝槽D2的側(cè)壁可以由摻雜有具有高反射率的硼的多晶硅膜來(lái)形成。然而，本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例不限于此。
[0117]如圖7所示，在示例性實(shí)施例中，第一溝槽D1和第二溝槽D2可以沿著半導(dǎo)體襯底450-1的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成。例如，在示例性實(shí)施例中，第一溝槽D1和第二溝槽D2可以沿著半導(dǎo)體襯底450-1的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成。這里，當(dāng)溝槽被描述為沿著半導(dǎo)體襯底的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成時(shí)，應(yīng)該理解的是，溝槽被形成為從垂直方向上的半導(dǎo)體襯底的最上表面延伸到垂直方向上的半導(dǎo)體襯底的最下表面。此外，當(dāng)溝槽被描述為沿著半導(dǎo)體襯底的垂直長(zhǎng)度的一部分，而不是沿整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成時(shí)，應(yīng)該理解的是，溝槽從半導(dǎo)體襯底的最上表面延伸而且沒(méi)有完全延伸到垂直方向上的半導(dǎo)體襯底的最下表面，或者溝槽從半導(dǎo)體襯底的最下表面延伸，而且沒(méi)有完全延伸到垂直方向上的半導(dǎo)體襯底的最上表面。第一溝槽D1和第二溝槽D2可以，例如，使用從入射層410的一側(cè)開(kāi)始形成溝槽的后溝槽過(guò)程或者使用布線(xiàn)層470的一側(cè)開(kāi)始形成溝槽的前溝槽過(guò)程，來(lái)形成。
[0118]半導(dǎo)體襯底450-1還可以包括浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)和接地端。
[0119]布線(xiàn)層470可以包括晶體管TX1至TX4、RX、DX和SX中的每一個(gè)的柵極472，和多層導(dǎo)線(xiàn)474。在示例性實(shí)施例中，柵極472可以接收控制信號(hào)(例如，RG)，如上參照?qǐng)D5和圖6所述。在示例性實(shí)施例中，柵極472可以連接到浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)FD。柵極絕緣層可以形成在柵極472和半導(dǎo)體襯底450-1之間。
[0120]柵絕緣層可以由，例如Si02、S1N, SiN、A1203、Si3N4、Gex0yNz、GexSiy0z或高介電材料形成。高介電材料可以通過(guò)使用例如，Hf02、Zr02、A1203、Ta205、硅酸給、硅酸鋯或它們的組合執(zhí)行原子層沉積來(lái)形成。
[0121]多層導(dǎo)線(xiàn)474可以將信號(hào)傳送到晶體管TX1至TX4、RX、DX和SX，或者可以在像素400-1和像素400-1以外的(多個(gè))元件之間傳送信號(hào)。多層導(dǎo)線(xiàn)474可以通過(guò)圖案化包括諸如例如銅或鋁的金屬的導(dǎo)電材料來(lái)形成。
[0122]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B_B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-2的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖7中所示的像素400-1的差別。
[0123]包括在像素400-2中的第二溝槽D2可以沿著半導(dǎo)體襯底450_2的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成。例如，在示例性實(shí)施例中，第二溝槽D2可以沿半導(dǎo)體襯底450-2的垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成，而不是沿半導(dǎo)體襯底450-2的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成。當(dāng)?shù)诙喜跠2沿著半導(dǎo)體襯底450-2的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成時(shí)，第二溝槽D2的垂直長(zhǎng)度對(duì)半導(dǎo)體襯底450-2的垂直長(zhǎng)度的比率大于0(例如，第二溝槽D2不存在的情況)且小于1(例如，第二溝槽D2的垂直長(zhǎng)度與半導(dǎo)體襯底450-2的垂直長(zhǎng)度基本相同的情況)。第二溝槽D2可以使用，例如，后溝槽過(guò)程來(lái)形成。
[0124]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B_B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-3的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖7中所示的像素400-1的差別。
[0125]包括在像素400-3中的第二溝槽D2可以沿半導(dǎo)體襯底450_3的垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成，而不是沿半導(dǎo)體襯底450-3的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成。當(dāng)?shù)诙喜跠2沿著半導(dǎo)體襯底450-3的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成時(shí)，第二溝槽D2的垂直長(zhǎng)度對(duì)半導(dǎo)體襯底450-3的垂直長(zhǎng)度的比率大于0(例如，第二溝槽D2不存在的情況)且小于1(例如，第二溝槽D2的垂直長(zhǎng)度與半導(dǎo)體襯底450-3的垂直長(zhǎng)度基本相同的情況)。第二溝槽D2可以使用，例如，前溝槽過(guò)程來(lái)形成。
[0126]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B_B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-4的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖7中所示的像素400-1的差別。
[0127]不同于如先前所描述的像素400-1至400-3，像素400-4中的半導(dǎo)體襯底450-4不包括第二溝槽D2。
[0128]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B_B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-5的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖7中所示的像素400-1的差別。
[0129]包括在像素400-5中的第一溝槽D1可以沿著半導(dǎo)體襯底450_5的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成，而不是沿著半導(dǎo)體襯底450-5的整個(gè)垂直長(zhǎng)度來(lái)形成。當(dāng)?shù)谝粶喜跠1沿著半導(dǎo)體襯底450-5的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成時(shí)，第一溝槽D1的垂直長(zhǎng)度對(duì)半導(dǎo)體襯底450-5的長(zhǎng)度的比率大于0 (例如，第一溝槽D1不存在的情況)且小于1 (例如，第一溝槽Dl的垂直長(zhǎng)度與半導(dǎo)體襯底450-5的垂直長(zhǎng)度基本相同的情況)。第一溝槽D1可以使用，例如，后溝槽過(guò)程來(lái)形成。
[0130]圖12至圖14示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B-B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-6、400-7和400-3的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖11中所示的像素400-5的差別。
[0131]圖12的半導(dǎo)體襯底450-6的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D8描述的圖8的半導(dǎo)體襯底450-2的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中，第二溝槽D2沿著從半導(dǎo)體襯底450-6和450-2的上部開(kāi)始并且向下延伸的半導(dǎo)體襯底450-6和450-2的垂直長(zhǎng)度的一部分(而不是沿著整個(gè)垂直長(zhǎng)度)形成。圖13的半導(dǎo)體襯底450-7的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D9描述的圖9的半導(dǎo)體襯底450-3的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中，第二溝槽D2沿著從半導(dǎo)體襯底450-7和450-3的下部開(kāi)始并且向上延伸的半導(dǎo)體襯底450-7和450-3的垂直長(zhǎng)度的一部分(而不是沿著整個(gè)垂直長(zhǎng)度)形成。圖14的半導(dǎo)體襯底450-8的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D10描述的圖10的半導(dǎo)體襯底450-4的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中，不包括第二溝槽D2。
[0132]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A-A’、圖3的線(xiàn)B_B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-5的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖7中所示的像素400-1的差別。
[0133]包括在像素400-9中的第一溝槽D1可以沿著半導(dǎo)體襯底450_9的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成，而不是沿著半導(dǎo)體襯底450-9的垂直長(zhǎng)度的全部來(lái)形成。當(dāng)?shù)谝粶喜跠1沿著半導(dǎo)體襯底450-9的整個(gè)垂直長(zhǎng)度的一部分來(lái)形成時(shí)，第一溝槽D1的垂直長(zhǎng)度對(duì)半導(dǎo)體襯底450-9的長(zhǎng)度的比率大于0(例如，第一溝槽D1不存在的情況)且小于1 (例如，第一溝槽D1的垂直長(zhǎng)度與半導(dǎo)體襯底450-9的垂直長(zhǎng)度基本相同的情況)。第一溝槽D1可以使用，例如，前溝槽過(guò)程，來(lái)形成。
[0134]圖16至圖18示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的沿圖2的線(xiàn)A_A’、圖3的線(xiàn)B-B’、圖4的線(xiàn)C-C’垂直截取的像素400-10、400-11和400-12的截面。為了便于說(shuō)明，這里將僅描述與圖15中所示的像素400-9的差別。
[0135]圖16的半導(dǎo)體襯底450-10的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D8描述的圖8的半導(dǎo)體襯底450-2的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中，第二溝槽D2沿著從半導(dǎo)體襯底450-10和450-2的上部開(kāi)始并且向下延伸的半導(dǎo)體襯底450-10和450-2的垂直長(zhǎng)度的一部分(而不是沿著垂直長(zhǎng)度的全部)形成。圖17的半導(dǎo)體襯底450-11的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D9描述的圖9的半導(dǎo)體襯底450-3的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中，第二溝槽D2沿著從半導(dǎo)體襯底450-11和450-3的下部開(kāi)始并且向上延伸的半導(dǎo)體襯底450-11和450-3的垂直長(zhǎng)度的一部分(而不是沿著垂直長(zhǎng)度的全部)形成。圖18的半導(dǎo)體襯底450-12的第二溝槽D2的配置與參照?qǐng)D10描述的圖10的半導(dǎo)體襯底450-4的第二溝槽D2的配置相同。例如，在這個(gè)配置中