一种全局快门图像传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863372A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211653940.1(22)申请日2022.12.22(71)申请人合肥海图微电子有限公司地址230000安徽省合肥市高新区望江西路900号中安创谷科技园一期A3栋522室(72)发明人赵庆贺范春晖李岩夏小峰(74)专利代理机构上海汉之律师事务所31378专利代理师冯华(51)Int.Cl.H01L27/146(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图13页(54)发明名称一种全局快门图像传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种全局快门图像传感器及其制备方法，属于图像传感器领域。所述全局快门图像传感器至少包括：衬底；光电感应区，设置在所述衬底上；电子储存区，设置在所述衬底上，且与所述光电感应区并列设置；垂直栅极，设置在所述光电感应区和所述电子储存区之间，且所述垂直栅极延伸至所述电子储存区上；以及遮光结构，设置在所述垂直栅极内，并延伸覆盖所述电子储存区。通过本发明提供的一种全局快门图像传感器及其制备方法，可以提高图像传感器的成像质量。CN115863372ACN115863372A权利要求书1/2页1.一种全局快门图像传感器，其特征在于，至少包括：衬底；光电感应区，设置在所述衬底上；电子储存区，设置在所述衬底上，且与所述光电感应区并列设置；垂直栅极，设置在所述光电感应区和所述电子储存区之间，且所述垂直栅极延伸至所述电子储存区上；以及遮光结构，设置在所述垂直栅极内，并延伸覆盖所述电子储存区。2.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述光电感应区和所述电子储存区上设置有钉扎层。3.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述光电感应区的掺杂宽度大于或等于所述电子储存区的掺杂宽度。4.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述遮光结构和所述垂直栅极之间设置有绝缘层，所述绝缘层的厚度为5.根据权利要求4所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述遮光结构靠近所述光电感应区的一侧的边界，与所述绝缘层和所述垂直栅极的界面对齐。6.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述垂直栅极的深度为所述电子储存区掺杂深度的30％～70％。7.根据权利要求1所述的全局快门图像传感器，其特征在于，所述遮光结构在所述垂直栅极内的深度为所述垂直栅极深度的70％～90％。8.一种制作如权利要求1所述的全局快门图像传感器的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底内形成光电感应区；在所述衬底内形成电子储存区，所述电子储存区与所述光电感应区并列设置在所述衬底内；在所述衬底内形成垂直栅极，所述垂直栅极设置在所述光电感应区和所述电子储存区之间，且所述垂直栅极延伸至所述电子储存区；以及在所述垂直栅极内形成遮光结构，且所述遮光结构延伸覆盖所述电子储存区。9.根据权利要求8所述的全局快门图像传感器的制作方法，其特征在于，所述遮光结构的形成步骤包括：在所述衬底内形成所述垂直栅极；刻蚀所述垂直栅极，在所述垂直栅极内形成凹槽；在所述凹槽内沉积绝缘层，直至所述绝缘层覆盖所述垂直栅极；平坦化所述绝缘层，所述绝缘层与所述垂直栅极齐平；在所述绝缘层与所述垂直栅极上进行栅极侧墙和介质层沉积平坦化工艺；刻蚀部分所述介质层和部分所述绝缘层，形成第一开口；以及在所述第一开口内和所述垂直栅极上沉积遮光材料，形成所述遮光结构。10.根据权利要求8所述的全局快门图像传感器的制作方法，其特征在于，所述遮光结2CN115863372A权利要求书2/2页构的形成步骤还包括：在所述衬底内形成所述垂直栅极；刻蚀所述垂直栅极，在所述垂直栅极内形成凹槽；在所述凹槽的底部和侧壁沉积一层绝缘层；在所述绝缘层上沉积遮光材料，形成侧壁遮光层；在所述垂直栅极、所述述绝缘层和所述侧壁遮光层上进行栅极侧墙和介质层沉积平坦化工艺；刻蚀所述侧壁遮光层上的所述介质层，形成开孔；以及在所述开孔内和所述绝缘层上沉积遮光材料，形成顶层遮光层，所述遮光结构包括所述侧壁遮光层和所述顶层遮光层。3CN115863372A说明书1/8页一种全局快门图像传感器及其制备方法技术领域[0001]本发明属于图像传感器领域，特别涉及一种全局快门图像传感器及其制备方法。背景技术[0002]互补金属氧化物图像传感器(ComplementaryMetalOxideSemiconductorImageSensor，CMOS图像传感器)按照电子快门不同，可以分为卷帘曝光和全局曝光两种。全局曝光的图像传感器采集图像时，像素阵列中的每个像素都同时曝光，曝光结束后，将电荷信号存储在设计的存储节点，再逐个读取像素采集到的图像信号。由于像素阵列中的每个像素同步