【技术实现步骤摘要】
这里公开的主题涉及图像传感器。更具体地，这里公开的主题涉及一种根据这里公开的主题的包括隔离结构的图像传感器，该隔离结构将cmos像素内电路与光电二极管隔离。
技术介绍
1、设计具有spad(单光子雪崩二极管)像素的高分辨率传感器阵列可能是挑战性的，因为即使在使用先进工艺节点制造传感器阵列时，像素尺寸也不能容易地按比例缩小。spad在高电压(hv)操作，并且其尺寸通常相对大。期望使spad尽可能紧凑以将像素适配到给定的目标应用中。由于hv操作，代工厂设计规则包括一定的间隔以防止spad和相邻器件之间的击穿。传感器设计通常包括将与spad一起设置在像素中的晶体管电路，代工厂设计规则通常产生空的空间区域，导致传感器电路不是相对紧凑的。此外，spad的hv操作也可能存在泄漏问题。为了防止泄漏，在spad和周围晶体管之间应当具有足够的隔离。电隔离更容易对nmos或pmos起作用，而不是cmos配置中的两种类型。另外，由于在spad阴极和n阱之间的穿通泄漏，将pmos与spad集成可能更有挑战性。为了提供足够的电隔离，在spad阴极和n阱之间需要宽的间隔，这也导致大的像素节距和较低的填充因子。nmos比pmos相比更容易与spad隔离，因此spad像素电路通常与仅nmos电路(nmos-only circuit)一起设计。即使如此，对于仅nmos电路的空闲电流大于对于cmos电路的空闲电流，这导致对于仅nmos电路的更高功耗。限于一种类型的半导体晶体管可能是不利的，因为功耗不理想。
2、替代的常规设计方法是cmos晶体管电路可以
技术实现思路
1、一示例实施方式提供一种用于cmos图像传感器的像素单元，该像素单元可以包括半导体基板、第一像素区域、像素晶体管区域和隔离结构。半导体基板可以包括第一侧和与第一侧相反的第二侧。第一像素区域可以包括至少一个第一光电二极管，其中第一光电二极管可以包括在半导体基板的第一侧处由第一类型半导体形成的第一区域和在半导体基板的第一侧处由第二类型半导体形成的第二区域。像素晶体管区域可以包括至少一个晶体管，隔离结构可以将像素晶体管区域与第一光电二极管隔离，其中在半导体基板的第一侧处，隔离结构可以包括靠近第一光电二极管的第二区域的第一浅沟槽隔离结构、由第一类型半导体形成的靠近第一浅沟槽隔离结构的第三区域、靠近第三区域并靠近像素晶体管区域的第二浅沟槽隔离结构、以及由第一类型半导体形成的注入区域，该注入区域与第三区域接触并朝向半导体基板的第二侧延伸。在一个实施方式中，像素单元还可以包括从半导体基板的第二侧朝向第一侧延伸以接触注入区域的沟槽隔离结构。在另一实施方式中，第一光电二极管可以包括雪崩二极管或单光子雪崩二极管。在又一实施方式中，第一类型半导体可以是p型半导体，第二类型半导体可以是n型半导体。在再一实施方式中，第一区域可以包括阳极，第二区域可以包括被第一光电二极管和第一像素区域的第二光电二极管共用的阴极。在一个实施方式中，第二区域形成围绕第一区域的环，第一像素区域还可以包括第四区域，第四区域在第一区域和半导体基板的第二侧之间并由第二类型半导体形成，其中第四区域可以接触由第二区域形成的环。在另一实施方式中，第四区域接触由第二区域形成的环以围绕第一区域。在又一实施方式中，第二区域和第四区域可以被第一光电二极管和第一像素区域的第二光电二极管共用。在再一实施方式中，像素单元还可以包括第二像素区域，第二像素区域包括至少一个第二光电二极管，第二像素区域的第二光电二极管可以包括在半导体基板的第一侧处由第一类型半导体形成的第四区域和在半导体基板的第一侧处由第二类型半导体形成的第五区域，像素晶体管区域可以设置在第一像素区域和第二像素区域之间，隔离结构还可以将像素晶体管区域与第二光电二极管隔离。
2、一示例实施方式提供一种用于cmos图像传感器的像素单元，该像素单元可以包括半导体基板、第一像素区域、第二像素区域、像素晶体管区域和隔离结构。半导体基板可以具有第一侧和与第一侧相反的第二侧。第一像素区域可以包括至少一个第一光电二极管，其中第一光电二极管可以包括在半导体基板的第一侧处由第一类型半导体形成的第一区域和在半导体基板的第一侧处由第二类型半导体形成的第二区域。第二像素区域可以包括至少一个第二光电二极管，其中第二光电二极管可以包括在半导体基板的第一侧处由第一类型半导体形成的第三区域和在半导体基板的第一侧处由第二类型半导体形成的第四区域。像素晶体管区域可以设置在第一像素区域和第二像素区域之间，像素晶体管区域可以包括至少一个晶体管。隔离结构可以围绕像素晶体管区域并将像素晶体管区域与第一光电二极管和第二光电二极管隔离，其中在半导体基板的第一侧处，隔离结构可以包括第一浅沟槽隔离结构、第二浅沟槽隔离结构、在第一浅沟槽隔离结构和第二浅沟槽隔离结构之间的由第一类型半导体形成的第五区域、以及由第一类型半导体形成的注入区域，该注入区域可以与第五区域接触并朝向半导体基板的第二侧延伸。在一个实施方式中，像素单元还可以包括沟槽隔离结构，该沟槽隔离结构可以从半导体基板的第二侧朝向第一侧延伸以接触注入区域。在另一实施方式中，第一光电二极管可以包括雪崩二极管或单光子雪崩二极管。在又一实施方式中，第一类型半导体可以是p型半导体，第二类型半导体可以是n型半导体。在再一实施方式中，第一区域可以包括阳极，第二区域可以包括被第一光电二极管和第一像素区域的另一第一光电二极管共用的阴极，第三区域可以包括阳极，第四区域可以包括被第二光电二极管和第二像素区域的另一第二光电二极管共用的阴极。在一个实施方式中，第二区域可以形成围绕第一区域的第一环，第四区域可以形成围绕第三区域的第二环，第一像素区域还可以包括第六区域和第七区域，该第六区域在第一区域和半导体基板的第二侧之间并可以由第二类型半导体形成，其中第六区域可以接触由第二区域形成的第一环，该第七区域在第三区域和半导体基板的第二侧之间并可以由第二类型半导体形成，其中第七区域可以接触由第四区域形成的第二环。在另一实施方式中，第二区域和第六区域可以被第一光电二极管和第一像素区域的另一第一光电二极管共用。
3、一示例实施方式提供一种用于cmos图像传感器的像素单元，该像素单元可以包括半导体基板、第一像素区域、像素晶体管区域和隔离结构。半导体基板可以具有第一侧和与第一侧相反的第二侧。第一像素区域可以包括至少一个第一光电二极管。像素晶体管区域可以设置在第一像素区域之间，像素晶体管区域可以包括至少一个晶体管。隔离结构可以围绕第一像素区域并可以将像素晶体管区域与第一像素区域隔离，其中在半导体基板的第一侧处，隔离结构可以包括第一浅沟槽隔离结构、第二浅沟槽隔离结构、在第一浅沟槽隔离结构和第二浅沟槽隔离结构之间的可由第一类型半导体形成的第一区域以及可由第一类型半导体形成的注入区域，该注入区域与第一区域接触并可以朝向半导体基板的第二侧延伸。在一个实施方式中，像素单元还可以包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于CMOS图像传感器的像素单元，包括：
2.根据权利要求1所述的像素单元，还包括从所述半导体基板的所述第二侧朝向所述第一侧延伸以接触所述注入区域的沟槽隔离结构。
3.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一光电二极管包括雪崩二极管或单光子雪崩二极管(SPAD)。
4.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一类型半导体包括p型半导体，所述第二类型半导体包括n型半导体。
5.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一区域包括阳极，所述第二区域包括被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的第二光电二极管共用的阴极。
6.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第二区域形成围绕所述第一区域的环，以及
7.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述第四区域接触由所述第二区域形成的所述环以围绕所述第一区域。
8.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述第二区域和所述第四区域被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的第二光电二极管共用。
9.根据权利要求1所述的像素单元，还包括第二像素区域，所述第
10.一种用于CMOS图像传感器的像素单元，包括：
11.根据权利要求10所述的像素单元，还包括从所述半导体基板的所述第二侧朝向所述第一侧延伸以接触所述注入区域的沟槽隔离结构。
12.根据权利要求10所述的像素单元，其中所述第一光电二极管包括雪崩二极管或单光子雪崩二极管(SPAD)。
13.根据权利要求10所述的像素单元，其中所述第一类型半导体包括p型半导体，所述第二类型半导体包括n型半导体。
14.根据权利要求10所述的像素单元，其中所述第一区域包括阳极，所述第二区域包括被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的另一第一光电二极管共用的阴极，以及
15.根据权利要求10所述的像素单元，其中所述第二区域形成围绕所述第一区域的第一环，所述第四区域形成围绕所述第三区域的第二环，
16.根据权利要求15所述的像素单元，其中所述第二区域和所述第六区域被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的另一第一光电二极管共用。
17.一种用于CMOS图像传感器的像素单元，包括：
18.根据权利要求17所述的像素单元，还包括从所述半导体基板的所述第二侧朝向所述第一侧延伸以接触所述注入区域的沟槽隔离结构。
19.根据权利要求17所述的像素单元，其中所述第一光电二极管包括单光子雪崩二极管(SPAD)，以及
20.根据权利要求17所述的像素单元，其中所述至少一个晶体管是CMOS晶体管电路的部分。
...【技术特征摘要】
1.一种用于cmos图像传感器的像素单元，包括：
2.根据权利要求1所述的像素单元，还包括从所述半导体基板的所述第二侧朝向所述第一侧延伸以接触所述注入区域的沟槽隔离结构。
3.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一光电二极管包括雪崩二极管或单光子雪崩二极管(spad)。
4.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一类型半导体包括p型半导体，所述第二类型半导体包括n型半导体。
5.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第一区域包括阳极，所述第二区域包括被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的第二光电二极管共用的阴极。
6.根据权利要求1所述的像素单元，其中所述第二区域形成围绕所述第一区域的环，以及
7.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述第四区域接触由所述第二区域形成的所述环以围绕所述第一区域。
8.根据权利要求6所述的像素单元，其中所述第二区域和所述第四区域被所述第一光电二极管和所述第一像素区域的第二光电二极管共用。
9.根据权利要求1所述的像素单元，还包括第二像素区域，所述第二像素区域包括至少一个第二光电二极管，所述第二像素区域的所述第二光电二极管包括在所述半导体基板的所述第一侧处由所述第一类型半导体形成的第四区域和在所述半导体基板的所述第一侧处由所述第二类型半导体形成的第五区域，
10.一种用于cmos图像传感器的像素单元...
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