用于近红外改进的单元深沟槽隔离结构的制作方法

1.本公开大体上涉及图像传感器，且特定来说但不排他地涉及具有近红外光灵敏度的互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器。


背景技术：

2.图像传感器已经变得无处不在，且现在广泛用于数码相机、蜂窝式电话、监控摄像机以及医疗、汽车及其它应用。随着图像传感器被集成到更广泛范围的电子装置中，期望通过装置架构设计以及图像获取处理两者以尽可能多的方式(例如，分辨率、功耗、动态范围等)增强其功能性、性能度量等。
3.典型的图像传感器响应于来自外部场景的图像光入射到图像传感器上而操作。图像传感器包含具有光敏元件(例如，光电二极管)的像素阵列，所述光敏元件吸收入射图像光的一部分并在吸收图像光时产生图像电荷。由像素光生的图像电荷可测量为列位线上的模拟输出图像信号，所述信号依据入射图像光而变化。换句话说，所产生的图像电荷的量与图像光的强度成比例，所述图像电荷作为模拟图像信号从列位线读出并转换为数字值以产生表示外部场景的数字图像(即，图像数据)。
4.图像质量及光灵敏度特别重要的两个应用领域是安全及汽车应用。对于这些应用，图像传感器芯片通常必须在可见光光谱中提供高质量的图像，及在光谱的红外(ir)及/或近红外(nir)部分中具有改进的灵敏度。例如，ir或nir传感器可用于在弱光及多雾的条件下提供改进的可见度及成像，以及帮助在较冷的环境中检测较暖的物体。


技术实现要素：

5.根据本技术案的一方面，提供一种像素单元。所述像素单元包括：光电二极管，其经安置在半导体层的像素单元区域中且靠近所述半导体层的前侧，以响应于通过所述半导体层的背侧引导到所述光电二极管的入射光而产生图像电荷；及单元深沟槽隔离(cdti)结构，其沿着所述入射光到所述光电二极管的光学路径且靠近所述半导体层的所述背侧安置在所述半导体层的所述像素单元区域中，其中所述cdti结构包括：中心部分，其从所述半导体层的所述背侧朝向所述前侧延伸第一深度；及多个平面外部部分，其在所述半导体层中从所述中心部分横向向外延伸，其中所述多个平面外部部分进一步从所述半导体层的所述背侧朝向所述前侧延伸第二深度，其中所述第一深度大于所述第二深度，其中由所述多个平面外部部分形成的平面相交于与所述cdti结构的所述中心部分的纵向中心线重合的线中。
6.根据本技术案的另一方面，提供一种成像系统。所述成像系统包括：像素阵列，其包含在半导体层中形成的像素单元阵列，其中所述像素单元阵列包含适于检测至少近红外(nir)光的nir像素单元，其中所述nir像素单元中的每一者包括：光电二极管，其经安置在所述半导体层的像素单元区域中并靠近所述半导体层的前侧，以响应于通过所述半导体层的背侧引导到所述光电二极管的入射光而产生图像电荷；及单元深沟槽隔离(cdti)结构，
其沿着所述入射光到所述光电二极管的光学路径且靠近所述半导体层的所述背侧安置在所述半导体层的所述像素单元区域中，其中所述cdti结构包括：中心部分，其从所述半导体层的所述背侧朝向所述前侧延伸第一深度；及多个平面外部部分，其在所述半导体层中从所述中心部分横向向外延伸，其中所述多个平面外部部分进一步从所述半导体层的所述背侧朝向所述前侧延伸第二深度，其中所述第一深度大于所述第二深度，其中由所述多个平面外部部分形成的平面相交于与所述cdti结构的所述中心部分的纵向中心线重合的线中；控制电路，其经耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路，其经耦合到所述像素阵列以从所述像素阵列读出图像数据。
附图说明
7.参考下列图描述本发明的非限制性及非穷举性实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各个视图的类似的元件符号指代类似的部分。
8.图1说明根据本发明的教导的包含具有有助于提供改进的近红外光灵敏度的单元深沟槽隔离结构的像素单元阵列的成像系统的一个实例。
9.图2a是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的一个实例的像素单元的实例俯视图。
10.图2b是根据本发明的教导的像素单元的穿过图2a的实例单元深沟槽隔离结构的中心部分及一对共面外部部分的实例横截面视图。
11.图2c是根据本发明的教导的像素单元的从图2a的实例单元深沟槽隔离结构的中心部分偏移并穿过其非共面外部部分的实例横截面视图。
12.图2d是根据本发明的教导的像素单元的穿过图2a的实例单元深沟槽隔离结构的中心部分并在其平面外部部分之间的实例横截面视图。
13.图3a是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的另一实例的像素单元的实例俯视图。
14.图3b是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
15.图3c是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
16.图3d是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
17.图3e是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
18.图3f是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
19.图3g是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元的实例俯视图。
20.图3h是根据本发明的教导的穿过图3d的实例单元深沟槽隔离结构的中心部分及一对共面外部部分的实例横截面视图。
21.图3i是根据本发明的教导的穿过图3g的实例单元深沟槽隔离结构的中心部分及
一对共面外部部分的实例横截面视图。
22.图4a是根据本发明的教导的具有单元深沟槽隔离结构的像素单元的阵列的一个实例的横截面视图。
23.图4b是根据本发明的教导的具有单元深沟槽隔离结构的像素单元的阵列的另一实例的横截面视图。
24.图5a到5f说明根据本发明的教导的包含包含实例单元深沟槽结构的像素单元的各种布置的彩色像素阵列的俯视图。
25.贯穿附图的若干视图的对应参考符号指示对应组件。所属领域的技术人员将了解，图中的元件是出于简明及清晰的目的而说明且不必按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可相对其它元件放大来帮助改进对本发明的各种实施例的理解。另外，为了较少地妨碍对本发明的这些各种实施例的观察，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但熟知的元件。
具体实施方式
26.本文描述涉及具有包含改进近红外光灵敏度的单元深沟槽隔离结构的像素单元的成像系统的各种实例。在下列描述中，阐述许多具体细节以提供对实例的透彻理解。但是，所属领域的技术人员将认识到：本文描述的技术可在没有一或多个特定细节的情况下或用其它方法、组件、材料等实践。在其它例项中，不详细展示或描述公知的结构、材料或操作以避免混淆某些方面。
27.贯穿此说明书对“一个实例”或“一个实施例”的引用意指结合实例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实例中。因此，在贯穿此说明书的各个地方中出现短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定都指相同实例。此外，可在一或多个实例中以任何适当的方式组合特定特征、结构或特性。
28.为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语例如“下面”、“以下”、“上面”、“下方”、“上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”及其类似者来描述一个元件或特征相对于另一(些)元件或特征的关系，如图中所说明。应理解，空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作中除图中描绘的定向之外的不同定向。例如，如果图中的装置被旋转或翻转，那么被描述为在其它元件或特征“以下”或“下面”或“下方”的元件将被定向为在其它元件或特征“上方”。因此，示范性术语“以下”及“下方”可涵盖上方及以下的定向两者。装置可以其它方式定向(旋转九十度或以其它定向旋转)，且可相应地解释本文中使用的空间相对描述词。另外，还将理解，当元件被称为在另两个元件“之间”时，它可为另两个元件之间的唯一元件，或也可存在一或多个中介元件。
29.贯穿此说明书，使用若干技术术语。这些术语具有其所来源的领域中的一般含义，除非本文中明确定义或其使用的上下文另有清楚指明。应注意，贯穿此文件，元件名称及符号可互换使用(例如，si与硅)；但两者具有相同含义。
30.如将要讨论，公开具有包含单元深沟槽隔离(cdti)结构的像素单元的阵列的成像系统的各种实例，其改进量子效率(qe)性能、近红外(nir)光灵敏度以及减少串扰。在各种实例中，cdti结构可包含在适于检测nir光、ir光及/或可见光光谱的像素单元中以及适于检测例如红光、绿光、蓝光等其它颜色的光的相邻像素单元中的一或多者中。如将展示，在
各种实例中，像素单元包含光电二极管，所述光电二极管安置在半导体层的像素单元区域中且靠近半导体层的前侧，以响应于通过半导体层的背侧引导到光电二极管的入射光而产生图像电荷。cdti结构沿着入射光到光电二极管的光学路径且靠近半导体层的背侧安置在半导体层的像素单元区域中。cdti结构包含从半导体层的背侧朝向前侧延伸第一深度的中心部分。cdti结构还包含在半导体层中从中心部分横向向外延伸的多个平面外部部分。多个平面外部部分从半导体层的背侧朝向前侧延伸第二深度。第一深度大于第二深度，且由多个平面外部部分形成的平面相交于与cdti结构的中心部分的纵向中心线重合的线中。
31.为了说明，图1说明根据本发明的教导的具有包含像素阵列的图像传感器的互补金属氧化物半导体(cmos)成像系统100的一个实例，所述像素阵列具有包含改进量子效率(qe)性能、近红外(nir)光灵敏度以及减少串扰的单元深沟槽隔离(cdti)结构的像素单元的阵列。如在所描绘的实例中展示，成像系统100包含具有像素阵列102、控制电路110、读出电路106及功能逻辑108的图像传感器。在一个实例中，像素阵列102是包含光电二极管的像素单元104的二维(2d)阵列。在一个实例中，像素单元104(例如，p1、p2、
…
、pn)经布置成行(例如，r1到ry)及列(例如，c1到cx)中以获取人、位置、对象等的图像数据，所述图像数据接着可用于呈现人、位置、对象等的图像。在一个实例中，像素单元104通过形成为网格结构的深沟槽隔离(dti)结构136彼此分离，所述网格结构包含安置在相邻像素单元104之间以提供隔离的部分。
32.如下文将更详细地描述，像素阵列102的各种实例包含适于检测各种颜色的可见光以及红外(ir)及/或近红外(nir)光的像素单元104。在各种实例中，cdti结构包含在适于检测nir光的像素单元104中。在一些实例中，cdti结构还可包含在适于检测其它颜色的光(例如，红光、绿光、蓝光等)的相邻像素单元104中的至少一些者中。在一些实例中，包含在相邻像素单元104中的至少一些者中的cdti结构可具有与包含在适于检测nir的像素单元104中的cdti结构相同的形状。在一些实例中，包含在相邻像素单元104中的至少一些者中的cdti结构可具有与包含在适于检测nir的像素单元104中的cdti结构不同的形状。在一些实例中，cdti结构不包含在适于检测其它颜色的光(例如，红光、绿光、蓝光等)的相邻像素单元104中。
33.在像素单元104的光电二极管已获取其图像电荷之后，对应模拟图像信号通过列位线112由读出电路106读出。在各种实例中，读出电路106包含模数转换(adc)电路114，其经耦合以将通过位线112从像素单元104接收的模拟图像信号转换为数字图像信号，接着可将数字图像信号传送到功能逻辑108。功能逻辑108可简单地存储图像数据，或甚至通过应用后图像处理或效应来操纵图像数据。此图像处理可(例如)包含图像处理、图像滤光、图像提取及操纵、确定光强度、裁剪、旋转、去除红眼、调整亮度、调整对比度等。
34.在一个实例中，控制电路110经耦合到像素阵列102以控制像素阵列102的操作特性。例如，在一个实例中，控制电路110产生传送门信号及其它控制信号，以控制从像素阵列102的所有像素单元104传送并读出图像数据。另外，控制电路110可产生用于控制图像获取的快门信号。在另一实例中，快门信号是滚动快门信号，使得在连续获取窗期间逐行循序读出像素阵列102的每一行。快门信号也可建立曝光时间，所述曝光时间为快门保持打开的时间长度。在一个实施例中，曝光时间被设置为对于每一帧是相同的。
35.图2a是说明根据本发明的教导的cdti结构214的一个实例的像素单元204的实例
俯视图。注意，图2a的实例像素单元204可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。如在所描绘的实例中展示，像素单元204适于检测包含nir光或ir光的入射光。在实例中，像素单元204包含安置在半导体层222的像素单元204区域中的cdti结构214。在一个实例中，cdti结构214是用低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层222中形成。在一个实例中，半导体层222可包含硅或另一适当类型的半导体材料。如在下文的另一视图中更明显，实例cdti结构214靠近半导体层222的背侧并沿着被引导到光电二极管的入射光的光学路径安置，所述光电二极管沿着光学路径靠近半导体层222的前侧。
36.如图2a中的像素单元204的实例的俯视图中展示，cdti结构214包含中心部分216及多个平面外部部分218a、218b、218c、218d、218e、218f、218g、218h，所述多个平面外部部分在半导体层222中从中心部分216横向向外延伸。由多个平面外部部分218a、218b、218c、218d、218e、218f、218g、218h形成的平面相交于与cdti结构214的中心部分216的纵向中心线220重合或重叠的线中。注意，纵向中心线220是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图2a中说明为点。
37.如在图2a中说明的实例中展示，注意，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分218a、218b、218c、218d、218e、218f、218g、218h。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图2a中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，它们形成共面外部部分对218a/218e、218b/218f、218c/218g、218d/218h。因而，应了解，cdti结构214的俯视图可类似于半导体层222中的“嵌齿”或“齿轮”形状结构或重叠“+”及“x”形状。在实例中，相邻平面外部部分218之间的距离是第一距离d1，如展示，第一距离d1随着与中心部分216的距离增加时第一距离d1’越来越大于d1而增加。
38.如在所描绘的实例中展示，中心部分216的宽度大于cdti结构214的多个平面外部部分218中的每一者的厚度。因此，在一个实例中，且如下文将更详细地展示，注意，根据本发明的教导，由于当蚀刻相应沟槽以形成cdti结构214时的蚀刻负载效应，经蚀刻以形成半导体层222中的中心部分216的沟槽的第一深度比经蚀刻以形成多个平面外部部分218的沟槽的第二深度更深。换句话说，归因于蚀刻负载效应，中心部分216的深度通常大于半导体层222中的多个平面外部部分218的深度。
39.注意，尽管实例cdti结构214在图2a中说明为具有八个平面外部部分218a、218b、218c、218d、218e、218f、218g、218h或四个共面外部部分对218a/218e、218b/218f、218c/218g、218d/218h，但在其它实例中，cdti结构214可包含不同数量的平面外部部分218。此外，应了解，尽管在图2a的实例cdti结构214中说明偶数个平面部分218，但在其它实例中，可包含奇数个平面外部部分218。平面外部部分218的数量及相邻平面外部部分218之间的角度可基于最佳qe性能及处理能力来设计。在各种实例中，注意，对于在0.7到4μm范围内的实例像素单元尺寸，多个平面外部部分218中的每一者的厚度的一些实例值可包含0.15μm、0.23μm或0.3μm。中心部分216的宽度可对应地基于包含在cdti结构214中的平面外部部分218的数量而变化。例如，随着cdti结构214中平面外部部分218的数量增加，中心部分216的宽度对应地增加。因而，归因于当蚀刻相应沟槽以形成cdti结构214时的蚀刻负载效应，与平面外部部分218的厚度相比，中心部分216的深度对应地增加。
40.在图2a中说明的实例中，注意，像素单元204还包含深沟槽隔离结构，其也被称为
围绕半导体层222的像素单元204区域的背侧深沟槽隔离(bdti)结构236。在实例中，bdti结构236因此将像素单元204与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。例如，返回参考图1中说明的实例，如图2a中展示的围绕每一像素单元204的bdti结构236共同形成网格结构136，网格结构136提供图1中的像素阵列102中的每一像素单元104之间的边界。
41.如下文将更详细地展示，在一个实例中，bdti结构236从半导体层222的背侧朝向前侧延伸第三深度，以将每一像素单元204与相邻像素单元隔离或分离。在一个实例中，bdti结构236从半导体层222的背侧朝向前侧延伸第三深度进入半导体层222中，以形成部分背侧深沟槽隔离结构，使得第三深度大于cdti结构214的第一深度且小于背侧与前侧之间半导体层222的厚度。在另一实施例中，第三深度大体上等于半导体层222的厚度，使得bdti结构236在半导体层222的背侧与前侧之间延伸。bdti结构236可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层222中形成。bdti结构236可用与cdti结构214相同或不同的材料形成。
42.图2a展示：在一个实例中，多个平面外部部分218中的每一者的外端与bdti结构236间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。在其它实例中，将了解，多个平面外部部分218中的每一者可从中心部分216一直延伸到bdti结构236，使得第二距离d2等于零，且cdti结构214的多个平面外部部分218与bdti结构236互连。
43.图2b是根据本发明的教导的像素单元204的穿过图2a的实例cdti结构214的中心部分及一对共面外部部分的实例横截面视图。换句话说，应了解，图2b的实例像素单元204可为图2a的实例像素单元204的另一视图，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。注意，图2b中展示的像素单元204的实例横截面视图可对应于图2a的像素单元204沿着虚线a-a’的横截面视图。
44.如在图2b中描绘的实例中展示，像素单元204包含光电二极管224，光电二极管224安置在半导体层222的像素单元区域中并靠近半导体层222的前侧226，以响应于通过半导体层222的背侧228引导到光电二极管224的入射光230而产生图像电荷。cdti结构214沿着入射光230到光电二极管224的光学路径且靠近半导体层222的背侧228安置在半导体层222的像素单元204区域中。如在所说明的实例中展示，cdti结构214包含从半导体层222的背侧228朝向前侧226延伸第一深度t1的中心部分216。cdti结构214还包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分218c、218g在图2b中可见，且所述多个平面外部部分在半导体层222中从中心部分216横向向外延伸。如在所说明的实例中展示，平面外部部分218c、218g从半导体层222的背侧228朝向前侧226延伸第二深度t2。如上文提及，在各种实例中，中心部分216的宽度大于平面外部部分218c、218g的厚度，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成cdti结构214时的蚀刻负载效应，中心部分216的第一深度t1大于多个平面外部部分218c、218g的第二深度t2。
45.图2b中描绘的实例还说明平面外部部分218c、218g更靠近内端或更靠近中心部分216的端的深度可比多个平面外部部分218c、218g的外边缘处的第二深度t2更深的实例。例如，在一个实例中，平面外部部分218c、218g的深度可从与朝向内端或最靠近中心部分216的端的第一深度t1大体上相同的深度变化到朝向多个平面外部部分218c、218g的外边缘的第二深度t2。在一个实施例中，中心部分216的第一深度t1与多个平面外部部分218c、218g
的第二深度t2之间的差可在5nm到200nm之间的范围内。
46.如上文在图2a中所描述，应了解，图2b的cdti结构214包含额外平面外部部分，其在平面之外且因此在图2b中所描绘的横截面视图中不可见。由cdti结构214的多个平面外部部分218形成的平面相交于与如在图2b中展示的cdti结构214的中心部分216的纵向中心线220重合或重叠的线中。
47.图2b中说明的实例横截面视图还展示：像素单元204包含围绕半导体层222的像素单元204区域的bdti结构236。如所描绘的实例中说明，bdti结构236从半导体层222的背侧228朝向前侧226延伸第三深度t3，以将每一像素单元204与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。在所描绘实例中，第三深度t3大于第一深度t1且大体上等于半导体层222的厚度，使得bdti结构236从半导体层222的背侧228延伸到前侧226。图2b展示：在一个实例中，多个平面外部部分218中的每一者的外端与bdti结构236间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在其它实例中，将了解，多个平面外部部分218中的每一者可从中心部分216一直横向延伸到bdti结构236，使得第二距离d2等于零，且多个平面外部部分218与bdti结构236互连。
48.图2c是根据本发明的教导的像素单元204的从图2a的实例cdti结构214的中心部分216偏移并穿过其非共面外部部分的实例横截面视图。换句话说，应了解，图2c的实例像素单元204可为图2a及图2b的实例像素单元204的另一视图，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。注意，图2c中展示的像素单元204的实例横截面视图可对应于图2a的像素单元204沿着虚线b-b’的横截面视图。
49.如在图2c所描绘的实例中展示，像素单元204包含安置在半导体层222的像素单元区域中并靠近半导体层222的前侧226的光电二极管224。cdti结构214靠近半导体层222的背侧228安置在半导体层222的像素单元204区域中。如在所说明的实例中展示，cdti结构214包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分218h、218a、218b在图2c中可见。如在所说明的实例中展示，平面外部部分218h、218a、218b从半导体层222的背侧228朝向前侧226延伸第二深度t2。如上文提及，在各种实例中，归因于当蚀刻沟槽以形成cdti结构214时的蚀刻负载效应，中心部分216的第一深度t1(见例如图2b)大于多个平面外部部分218h、218a、218b的第二深度t2。在各种实例中，注意，平面外部部分218h、218a、218b在更靠近中心部分216的端处的深度可比多个平面外部部分218h、218a、218b的外边缘处的第二深度t2更深。例如，在一个实例中，平面外部部分218h、218a、218b的深度可从与在最靠近中心部分216的端处的第一深度t1大体上相同的深度变化到在多个平面外部部分218h、218a、218b的外边缘处的第二深度t2。在一个实施例中，中心部分216的第一深度t1与多个平面外部部分218h、218a、218b的第二深度t2之间的差可在5nm到200nm之间的范围内。
50.图2c中说明的实例横截面视图还展示围绕半导体层222的像素单元204区域的bdti结构236。如所描绘的实例中说明，bdti结构236从半导体层222的背侧228延伸到前侧226，其将每一像素单元204与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。
51.图2d是根据本发明的教导的像素单元204的穿过图2a的实例cdti结构的中心部分216并在其平面外部部分之间的实例横截面视图。换句话说，应了解，图2d的实例像素单元204可为图2a、图2b及图2c的实例像素单元204的另一视图，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。注意，图2d中展示的像素单元204的实例横截面视图
可对应于图2a的像素单元204沿着虚线c-c’的横截面视图。
52.如在图2c所描绘的实例中展示，像素单元204包含安置在半导体层222的像素单元区域中并靠近半导体层222的前侧226的光电二极管224。cdti结构214靠近半导体层222的背侧228安置在半导体层222的像素单元204区域中。如在所说明的实例中展示，cdti结构214包含从半导体层222的背侧228朝向前侧226延伸第一深度t1的中心部分216。注意，多个平面外部部分218中的一些在图2d中不可见。如上文提及，在各种实例中，中心部分216的宽度大于多个平面外部部分218的厚度(见例如图2a)，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成cdti结构214时的蚀刻负载效应，中心部分216的第一深度t1大于多个平面外部部分218的第二深度t2。
53.图2d中说明的实例横截面视图还展示围绕半导体层222的像素单元204区域的bdti结构236。如所描绘的实例中说明，bdti结构236从半导体层222的背侧228向前侧226延伸第三深度t3，其将每一像素单元204与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。在所描绘的实例中，第三深度t3大体上等于背侧228与前侧226之间半导体层222的厚度。在另一实例中，应了解，第三深度t3可大于中心部分216的第一深度t1，且小于背侧228与前侧226之间半导体层222的厚度。
54.图3a是说明根据本发明的教导的cdti结构的另一实例的像素单元304a的实例俯视图。注意，图3a的实例像素单元304a可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3a的实例像素单元304a与图2a的实例像素单元204共享许多相似点。
55.例如，如在图3a中描绘的实例中展示，像素单元304a包含安置在半导体层322a的像素单元304a区域中的cdti结构314a。在一个实例中，cdti结构314a是用低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322a中形成。在一个实例中，半导体层322a可包含硅或另一适当类型的半导体材料。如展示，cdti结构314a包含中心部分316a及多个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、318ag、318ah，所述多个平面外部部分在半导体层322a中从中心部分316a横向向外延伸。由多个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、318ag、318ah形成的平面相交于与cdti结构314a的中心部分316a的纵向中心线320a重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320a是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3a中说明为点。注意，在图3a中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、318ag、318ah。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3a中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，它们形成共面外部部分对318aa/318ae、318ab/318af、318ac/318ag、318ad/318ah。图3a的像素单元304a还包含围绕半导体层322a的像素单元304a区域的bdti结构336a。在实例中，bdti结构336a将像素单元304a与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。
56.图3a的像素单元304a与图2a的像素单元204之间的差异之一是图3a的像素单元304a的cdti结构314a进一步包含围绕半导体层322a中的多个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、318ag、318ah及中心部分316a的周边部分332a。因而，周边部分332a与半导体层322a中的多个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、
318ag、318ah的外端接触。在图3a所描绘的实例中，注意，为了解释的目的，在半导体层322a中周边部分332a具有“框”或“正方形”形状。在其它实例中，应了解，周边部分332a可具有其它形状，例如“圆形”形状、“椭圆形”形状或围绕多个平面外部部分318aa、318ab、318ac、318ad、318ae、318af、318ag、318ah的另一合适形状。图3a展示：在一个实例中，周边部分332a的外边缘与bdti结构336a间隔开并分离第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。在一个实施例中，bdti结构336a从半导体层322a的背侧朝向前侧延伸进入半导体层322a中的深度大于cdti结构314a以形成部分背侧深沟槽隔离结构。bdti结构336a可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322a中形成。bdti结构336a可用与cdti结构314a相同或不同的材料形成。
57.图3b是说明根据本发明的教导的单元深沟槽隔离结构的又一实例的像素单元304b的实例俯视图。注意，图3b的实例像素单元304b可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3b的实例像素单元304b与图2a的实例像素单元204共享许多相似点。
58.例如，如在图3b中描绘的实例中展示，像素单元304b包含安置在半导体层322b的像素单元304b区域中的cdti结构314b。在一个实例中，cdti结构314b是用低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322b中形成。在一个实例中，半导体层322b可包含硅或另一适当类型的半导体材料。如展示，cdti结构314b包含中心部分316b。图3b的像素单元304b与图2a的像素单元204之间的差异之一是图3b的像素单元304b的cdti结构314b包含多个十平面外部部分318ba、318bb、318bc、318bd、318be、318bf、318bg、318bh、318bi、318bj，它们在半导体层322b中从中心部分316b横向向外延伸。相比之下，图2a中所说明的像素单元204的实例cdti结构214包含多个八平面外部部分218a、218b、218c、218d、218e、218f、218g、218h。
59.类似于图2a的像素单元204，由图3b的多个平面外部部分318ba、318bb、318bc、318bd、318be、318bf、318bg、318bh、318bi、318bj形成的平面相交于与cdti结构314b的中心部分316b的纵向中心线320b重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320b是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3b中说明为点。还应注意，在图3b所说明的实例中，展示五对平面外部部分，它们形成共面外部部分对318ba/318bf、318bb/318bg、318bc/318bh、318bd/318bi、318be/318bj。图3b的像素单元304b还包含围绕半导体层322b的像素单元304b区域的bdti结构336b。在实例中，bdti结构336b将像素单元304b与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。图3b展示：在一个实例中，多个平面外部部分318ba、318bb、318bc、318bd、318be、318bf、318bg、318bh、318bi、318bj中的每一者的外端与bdti结构336b间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。
60.图3c是说明根据本发明的教导的cdti结构的又一实例的像素单元304c的实例俯视图。注意，图3c的实例像素单元304c可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3c的实例像素单元304c还与图2a的实例像素单元204共享许多相似点。
61.例如，如在图3c中描绘的实例中展示，像素单元304c包含安置在半导体层322c的
像素单元304c区域中的cdti结构314c。在一个实例中，cdti结构314c是用低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322c中形成。在一个实例中，半导体层322c可包含硅或另一适当类型的半导体材料。如展示，cdti结构314c包含中心部分316c及多个平面外部部分318ca、318cb、318cc、318cd、318ce、318cf、318cg、318ch，所述多个平面外部部分在半导体层322c中从中心部分316c横向向外延伸。由多个平面外部部分318ca、318cb、318cc、318cd、318ce、318cf、318cg、318ch形成的平面相交于与cdti结构314c的中心部分316c的纵向中心线320c重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320c是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3c中说明为点。注意，在图3c中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318ca、318cb、318cc、318cd、318ce、318cf、318cg、318ch。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3c中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，它们形成共面外部部分对318ca/318ce、318cb/318cf、318cc/318cg、318cd/318ch。图3c的像素单元304c还包含围绕半导体层322c的像素单元304c区域的bdti结构336c。在实例中，bdti结构336c将像素单元304c与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。
62.图3c的像素单元304c与图2a的像素单元204之间的差异之一是：在图3c中展示的实例中，多个平面外部部分318ca、318cb、318cc、318cd、318ce、318cf、318cg、318ch中的每一者从中心部分316c一直延伸到bdti结构336c，使得图2a中提到的第二距离d2在图3c中等于零。因此，在图3c中描绘的实例中，多个平面外部部分318ca、318cb、318cc、318cd、318ce、318cf、318cg、318ch与bdti结构336c接触并互连。
63.图3d是说明根据本发明的教导的cdti结构的又一实例的像素单元304d的实例俯视图。注意，图3d的实例像素单元304d可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3d的实例像素单元304d与图2a的实例像素单元204共享许多相似点。
64.例如，如在图3d中描绘的实例中展示，像素单元304d包含安置在半导体层322d的像素单元304d区域中的cdti结构314d。如展示，cdti结构314d包含中心部分316d及多个平面外部部分318da、318db、318dc、318dd、318de、318df、318dg、318dh，所述多个平面外部部分在半导体层322d中从中心部分316d横向向外延伸。由多个平面外部部分318da、318db、318dc、318dd、318de、318df、318dg、318dh形成的平面相交于与cdti结构314d的中心部分316d的纵向中心线320d重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320d是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3d中说明为点。注意，在图3d中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318da、318db、318dc、318dd、318de、318df、318dg、318dh。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3d中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，其形成共面外部部分对318da/318de、318db/318df、318dc/318dg、318dd/318dh。
65.图3d的像素单元304d还包含围绕半导体层322d的像素单元304d区域的bdti结构336d。在实例中，bdti结构336d将像素单元304d与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。图3d展示：在一个实例中，多个平面外部部分318d中的每一者的外端与bdti结构336d间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。
bdti结构336d可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322d中形成。bdti结构336d可用与cdti结构314d相同或不同的材料形成。
66.图3d的像素单元304d与图2a的像素单元204之间的差异之一是对于多个平面外部部分的第一子集(其在图3d中说明的实施例中包含平面外部部分318db、318dd、318df、318dh)，这些平面外部部分318db、318dd、318df、318dh的内端或更靠近中心部分316d的端部从中心部分316d横向偏移横向偏移距离s1，如展示。换句话说，cdti结构314d的平面外部部分318db、318dd、318df、318dh的内端与cdti结构314d的中心部分316d间隔开并分离横向偏移距离s1。在实例中，平面外部部分的第一子集包含每隔一个平面外部部分。相比之下，多个平面外部部分的第二子集(在所述实例中，所述第二子集包含cdti结构314d的其它剩余平面外部部分318da、318de、318dc、318dg)的内端与cdti结构314d的中心部分316d接触及/或集成。在所述实例中，平面外部部分的第二子集包含未被包含在多个平面部分的第一子集中的平面外部部分。在所描绘的实例中，应了解，与cdti结构314d的中心部分316d接触及/或集成的cdti结构314d的平面外部部分318da、318de、318dc、318dg从中心部分316d朝向像素单元304d的侧面横向向外延伸，且从中心部分316d横向偏移的平面外部部分318db、318dd、318df、318dh从中心部分316d沿着像素单元304d的对角线朝向拐角横向向外延伸。
67.图3e是说明根据本发明的教导的cdti结构的又一实例的像素单元304e的实例俯视图。注意，图3e的实例像素单元304e可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3e的实例像素单元304e与图3d的实例像素单元304d共享许多相似点。
68.例如，如在图3e中描绘的实例中展示，像素单元304e包含安置在半导体层322e的像素单元304e区域中的cdti结构314e。如展示，cdti结构314e包含中心部分316e及多个平面外部部分318ea、318eb、318ec、318ed、318ee、318ef、318eg、318eh，所述多个平面外部部分在半导体层322e中从中心部分316e横向向外延伸。由多个平面外部部分318ea、318eb、318ec、318ed、318ee、318ef、318eg、318eh形成的平面相交于与cdti结构314e的中心部分316e的纵向中心线320e重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320e是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3e中说明为点。注意，在图3e中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318ea、318eb、318ec、318ed、318ee、318ef、318eg、318eh。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3e中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，其形成共面外部部分对318ea/318ee、318eb/318ef、318ec/318eg、318ed/318eh。
69.图3e的像素单元304e还包含围绕半导体层322e的像素单元304e区域的bdti结构336e。在实例中，bdti结构336e将像素单元304e与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。bdti结构336e可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322e中形成。bdti结构336e可用与cdti结构314e相同或不同的材料形成。
70.类似于图3d的像素单元304d，对于多个平面外部部分的第一子集(其在图3e中说明的实施例中包含像素单元304e的平面外部部分318eb、318ed、318ef、318eh)，这些平面外部部分318eb、318ed、318ef、318eh的内端或更靠近中心部分316e的端部从中心部分316e横向偏移横向偏移距离s1，如展示。换句话说，cdti结构314e的平面外部部分318eb、318ed、
318ef、318eh的内端与cdti结构314e的中心部分316e间隔开并分离横向偏移距离s1。在实例中，平面外部部分的第一子集包含每隔一个平面外部部分。相比之下，多个平面外部部分的第二子集(在所述实例中，所述第二子集包含cdti结构314e的其它剩余平面外部部分318ea、318ec、318ee、318eg)的内端与cdti结构314e的中心部分316e接触及/或集成。在所描绘的实例中，应了解，与cdti结构314e的中心部分316e接触及/或集成的cdti结构314e的平面外部部分318ea、318dc、318ee、318eg从中心部分316e朝向像素单元304e的侧面横向向外延伸，且从中心部分316e横向偏移的平面外部部分318eb、318ed、318ef、318eh从中心部分316e沿着像素单元304e的对角线朝向拐角横向向外延伸。
71.图3e的像素单元304e与图3d的像素单元304d之间的差异之一是图3e的像素单元304e的cdti结构314e进一步包含围绕半导体层322e中的多个平面外部部分318ea、318eb、318ec、318ed、318ee、318ef、318eg、318eh及中心部分316e的周边部分332e。如在图3e中描绘的实例中展示，周边部分332e与半导体层322e中的一些平面外部部分318ea、318ec、318ee、318eg的外端接触。如上文提及，cdti结构314e的这些平面外部部分318ea、318ec、318ee、318eg的内端包含在多个平面外部部分的第二子集中，且还与cdti结构314e的中心部分316e接触及/或集成。在实例中，周边部分332e与cdti结构314e的剩余平面外部部分318eb、318ed、318ef、318eh的外端间隔开并分离。如上文提及，这些平面外部部分318eb、318ed、318ef、318eh的更靠近中心部分316e的内端包含在平面外部部分的第一子集中，且从中心部分316e横向偏移横向偏移距离s1。
72.在图3e所描绘的实例中，注意，为了解释的目的，在半导体层322e中周边部分332e具有“框”或“正方形”形状。在其它实例中，应了解，周边部分332e可具有其它形状，例如“圆形”形状、“椭圆形”形状或围绕多个平面外部部分318ea、318eb、318ec、318ed、318ee、318ef、318eg、318eh的另一合适形状。图3e展示：在一个实例中，周边部分332e的外边缘与bdti结构336e间隔开并分离第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。
73.图3f是说明根据本发明的教导的cdti结构的又一实例的像素单元304f的实例俯视图。注意，图3f的实例像素单元304f可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3f的实例像素单元304f与图3d的实例像素单元304d共享许多相似点。
74.例如，如在图3f中描绘的实例中展示，像素单元304f包含安置在半导体层322f的像素单元304f区域中的cdti结构314f。如展示，cdti结构314f包含中心部分316f及多个平面外部部分318fa、318fb、318fc、318fd、318fe、318ff、318fg、318fh，所述多个平面外部部分在半导体层322f中从中心部分316f横向向外延伸。由多个平面外部部分318fa、318fb、318fc、318fd、318fe、318ff、318fg、318fh形成的平面相交于与cdti结构314f的中心部分316f的纵向中心线320f重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320f是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3f中说明为点。注意，在图3f中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318fa、318fb、318fc、318fd、318fe、318ff、318fg、318fh。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3f中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，其形成共面外部部分对318fa/318fe、318fb/318ff、318fc/
318fg、318fd/318fh。
75.图3f的像素单元304f还包含围绕半导体层322f的像素单元304f区域的bdti结构336f。在实例中，bdti结构336f将像素单元304f与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。图3f展示：在一个实例中，多个平面外部部分318f中的每一者的外端与bdti结构336f间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。bdti结构336f可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322f中形成。bdti结构336f可用与cdti结构314f相同或不同的材料形成。
76.如在图3f中的像素单元304f的实例中展示，对于多个平面外部部分的第一子集(其在所描绘的实施例中包含平面外部部分318fa、318fc、318fe、318fg)，这些平面外部部分318fa、318fc、318fe、318fg的内端或更靠近中心部分316f的端部从中心部分316f横向偏移横向偏移距离s1，如展示。换句话说，cdti结构314f的平面外部部分318fa、318fc、318fe、318fg的内端与cdti结构314f的中心部分316f间隔开并分离横向偏移距离s1。在实例中，平面外部部分的第一子集包含每隔一个平面外部部分。相比之下，多个平面外部部分的第二子集(在所述实例中，所述第二子集包含cdti结构314f的其它剩余平面外部部分318fb、318fd、318ff、318fh)的内端与cdti结构314f的中心部分316f接触及/或集成。图3f的像素单元304f与图3d的像素单元304d之间的差异之一是，与cdti结构314f的中心部分316f接触及/或集成的cdti结构314f的平面外部部分318fb、318fd、318ff、318fh从中心部分316f沿着像素单元304f的对角线朝向拐角横向向外延伸，且从中心部分316f横向偏移的平面外部部分318fa、318fc、318fe、318fg从中心部分316f朝向像素单元304f的侧面横向向外延伸。
77.图3g是说明根据本发明的教导的cdti结构的又一实例的像素单元304g的实例俯视图。注意，图3g的实例像素单元304g可为图1的实例像素阵列102的像素单元104中的一或多者的另一实例，且应了解，下文引用的经类似命名及编号的元件可如上文描述般耦合且起作用。另外，应进一步了解，图3g的实例像素单元304g与图2a的实例像素单元204共享许多相似点。
78.例如，如在图3g中描绘的实例中展示，像素单元304g包含安置在半导体层322g的像素单元304g区域中的cdti结构314g。如展示，cdti结构314g包含中心部分316g及多个平面外部部分318ga、318gb、318gc、318gd、318ge、318gf、318gg、318gh，所述多个平面外部部分在半导体层322g中从中心部分316g横向向外延伸。由多个平面外部部分318ga、318gb、318gc、318gd、318ge、318gf、318gg、318gh形成的平面相交于与cdti结构314g的中心部分316g的纵向中心线320g重合或重叠的线中。注意，纵向中心线320g是延伸到页面内或从页面延伸出来的线，且因此在图3g中说明为点。注意，在图3g中说明的实例中，多个平面外部部分包含至少八个平面外部部分318ga、318gb、318gc、318gd、318ge、318gf、318gg、318gh。还应注意，多个平面外部部分包含若干对共面的平面外部部分。例如，在图3g中描绘的实例中，展示四对平面外部部分，其形成共面外部部分对318ga/318ge、318gb/318gf、318gc/318gg、318gd/318gh。
79.图3g的像素单元304g还包含围绕半导体层322g的像素单元304g区域的bdti结构336g。在实例中，bdti结构336g将像素单元304g与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。图3g展示：在一个实例中，多个平面外部部分318g中的每一者的外端与bdti结构336g间隔开并分离大致相等的第二距离d2。在一个实例中，第二距离d2在大致200到300nm的范围内。
bdti结构336g可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层322g中形成。bdti结构336g可用与cdti结构314g相同或不同的材料形成。
80.图3g的像素单元304g与图2a的像素单元204之间的区别之一是，在图3g的像素单元304g的cdti结构314g的中心部分316g中形成开口350。如在实例中展示，开口350在cdti结构314g的中心部分316g的纵向中心线320g居中并与之对准。在实例中，开口350大体上是圆形的形状，且用半导体层322g的半导体材料填充。在一个实例中，开口350具有半径s2，在各种实例中，半径s2可在5到250nm的范围内。在其它实例中，应了解，开口350的半径s2可具有其它值，且开口350可具有在cdti结构314g的中心部分316g中的纵向中心线320g居中并与之对准的其它形状(例如，正方形)。在一个实例中，行进到像素单元304g的入射光可至少包含行进通过或穿过cdti结构314g的开口350的光的第一部分及在平面外部部分318ga、318gb、318gc、318gd、318ge、318gf、318gg、318gh之间行进的第二部分。因此，cdti结构314g增加光吸收并增强相应像素单元304g对(例如)具有较长波长的入射光(例如，红光、近红外光及/或红外光)的光灵敏度。
81.图3h是根据本发明的教导的像素单元304d的穿过图3d的实例cdti结构314d的中心部分316d及共面外部部分对318dd及318dh的实例横截面视图。换句话说，应了解，图3h的实例像素单元304d可为图3d的实例像素单元304d的另一视图，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。注意，图3h中展示的像素单元304d的实例横截面视图可对应于图3d的像素单元304d沿着虚线d-d’的横截面视图。
82.如在图3h中描绘的实例中展示，像素单元304d包含光电二极管324d，光电二极管324d安置在半导体层322d的像素单元区域中并靠近半导体层322d的前侧326d，以响应于通过半导体层322d的背侧328d引导到光电二极管324d的入射光330而产生图像电荷。cdti结构314d沿着入射光330到光电二极管324d的光学路径且靠近半导体层322d的背侧328d安置在半导体层322d的像素单元304d区域中。如在所说明的实例中展示，cdti结构314d包含从半导体层322d的背侧328d朝向前侧326d延伸第一深度t1的中心部分316d。cdti结构314d还包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分318dd、318dh在图3h中可见，且所述多个平面外部部分在半导体层322d中从中心部分316d横向向外延伸。如在图3h中描绘的实例中展示，平面外部部分318db、318dh从中心部分316d横向偏移横向偏移距离s1，如展示。换句话说，cdti结构314d的平面外部部分318dd、318dh的内端与cdti结构314d的中心部分316d间隔开并分离横向偏移距离s1。在一个实例中，横向偏移距离s1可在5到250nm的范围内。在其它实例中，应了解，横向偏移距离s1可具有其它值。
83.如在所说明的实例中展示，平面外部部分318dd、318dh从半导体层322d的背侧328d朝向前侧326d延伸第二深度t2。在各种实例中，中心部分316d的宽度大于平面外部部分318dd、318dh的厚度，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成cdti结构314d时的蚀刻负载效应，中心部分316d的第一深度t1大于多个平面外部部分318dd、318dh的第二深度t2。在一个实施例中，中心部分316d的第一深度t1与多个平面外部部分318dd、318dh的第二深度t2之间的差可在5nm到200nm之间的范围内。
84.如上文在图3d中所描述，应了解，图3h的cdti结构304d包含额外平面外部部分，所述额外平面外部部分在平面之外，且因此在图3h中所描绘的横截面视图中不可见。由cdti结构314d的多个平面外部部分318形成的平面相交于与如在图3h中展示的cdti结构314d的
中心部分316d的纵向中心线320d重合或重叠的线中。
85.图3h中说明的实例横截面视图还展示像素单元304d包含围绕半导体层322d的像素单元304d区域的bdti结构336d。如在所描绘的实例中说明，bdti结构336d从半导体层322d的背侧328d朝向前侧326d延伸第三深度t3，以将每一像素单元304d与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。在所描绘的实例中，第三深度t3大于第一深度t1且大体上等于半导体层322d的厚度，使得bdti结构336d从半导体层322d的背侧328d延伸到前侧326d。图3h展示：在一个实例中，多个平面外部部分318d中的每一者的外端与bdti结构336d间隔开并分离大致相等的第二距离d2。
86.图3i是根据本发明的教导的像素单元304g的穿过图3g的实例cdti结构314g的中心部分316g及共面外部部分对318gd及318gh的实例横截面视图。换句话说，应了解，图3i的实例像素单元304g可为图3g的实例像素单元304g的另一视图，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。注意，图3i中展示的像素单元304g的实例横截面视图可对应于图3g的像素单元304g沿着虚线e-e’的横截面视图。
87.如在图3i中描绘的实例中展示，像素单元304g包含光电二极管324g，光电二极管324g安置在半导体层322g的像素单元区域中并靠近半导体层322g的前侧326g，以响应于通过半导体层322g的背侧328g引导到光电二极管324g的入射光330而产生图像电荷。cdti结构314g沿着入射光330到光电二极管324g的光学路径且靠近半导体层322g的背侧328g安置在半导体层322g的像素单元304g区域中。如在所说明的实例中展示，cdti结构314g包含从半导体层322g的背侧328g朝向前侧326g延伸第一深度t1的中心部分316g。如在实例中展示，在图3g的像素单元304g的cdti结构314g的中心部分316g中形成开口350。如在实例中展示，开口350在cdti结构314g的中心部分316g的纵向中心线320g居中并与之对准。在实例中，开口350的形状大体上是圆形的形状，且用半导体层322g的半导体材料填充。在一个实例中，开口350具有半径s2，在各种实例中，半径s2可在5到250nm的范围内。在其它实例中，应了解，开口350的半径s2可具有其它值，且开口350可具有在cdti结构314g的中心部分316g中的纵向中心线320g居中并与之对准的其它形状。
88.cdti结构314g还包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分318gd、318gh在图3i中可见，且所述多个平面外部部分在半导体层322g中从中心部分316g横向向外延伸。如在所说明的实例中展示，平面外部部分318gd、318gh从半导体层322g的背侧328g朝向前侧326g延伸第二深度t2。在各种实例中，中心部分316g的宽度大于平面外部部分318gd、318gh的厚度，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成cdti结构314g时的蚀刻负载效应，中心部分316g的第一深度t1大于多个平面外部部分318gd、318gh的第二深度t2。在一个实施例中，中心部分316g的第一深度t1与多个平面外部部分318gd、318gh的第二深度t2之间的差可在5nm到200nm之间的范围内。
89.如上文在图3g中所描述，应了解，图3i的cdti结构304g包含额外平面外部部分，所述额外平面外部部分在平面之外，且因此在图3i中所描绘的横截面视图中不可见。由cdti结构314g的多个平面外部部分318形成的平面相交于与如在图3i中展示的cdti结构314g的中心部分316g的纵向中心线320g重合或重叠的线中。在图3i所说明的实例中，在平面外部部分对之间(例如在平面外部部分318gd、318gh之间)存在半导体层322g的半导体材料。
90.图3i中说明的实例横截面视图还展示像素单元304g包含围绕半导体层322g的像
素单元304g区域的bdti结构336g。如在所描绘的实例中说明，bdti结构336g从半导体层322g的背侧328g朝向前侧326g延伸第三深度t3，以将每一像素单元304g与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。在所描绘实例中，第三深度t3大于第一深度t1且大体上等于半导体层322g的厚度，使得bdti结构336g从半导体层322g的背侧328g延伸到前侧326g。图3i展示：在一个实例中，多个平面外部部分318g中的每一者的外端与bdti结构336g间隔开并分离大致相等的第二距离d2。
91.图4a是根据本发明的教导的包含具有cdti结构的像素单元404的彩色像素阵列402a的一个实例的横截面视图。应了解，图4a的实例像素单元404可为图2a到2d的像素单元204的实例，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。特定来说，注意，图4a中的像素单元404的实例横截面视图可对应于图2b中展示的像素单元204及图2a的像素单元204沿着虚线a-a’的横截面视图。
92.图4a中描绘的实例展示实例彩色像素阵列402a包含多个像素单元，所述多个像素单元包含像素单元404a、404b、404c。像素单元404a、404b、404c中的每一者包含光电二极管424，光电二极管424安置在半导体层422的相应像素单元区域中并靠近半导体层422的前侧426，以响应于通过半导体层422的背侧428引导到光电二极管424的入射光430而产生图像电荷。半导体层422可为在半导体衬底上形成的外延层。每一像素单元404a、404b、404c的cdti结构414沿着入射光430到光电二极管424的光学路径且靠近半导体层422的背侧428安置在半导体层422的像素单元区域中。如在图4a所说明的实例中，每一cdti结构414包含从半导体层422的背侧428朝向前侧426延伸第一深度t1的中心部分416。每一cdti结构414还包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分418c、418g在图4a中可见，且所述多个平面外部部分在半导体层422中从中心部分416横向向外延伸。如在所说明的实例中展示，平面外部部分418c、418g从半导体层422的背侧428朝向前侧426延伸第二深度t2。如上文提及，在各种实例中，中心部分416的宽度大于平面外部部分418c、418g的厚度，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成每一cdti结构414时的蚀刻负载效应，中心部分416的第一深度t1大于多个平面外部部分418c、418g的第二深度t2。
93.类似于上文在图2a中所描述的实例，应了解，图4a的cdti结构414包含额外平面外部部分，所述额外平面外部部分在平面之外，且因此在图4a中所描绘的横截面视图中不可见。由cdti结构414的多个平面外部部分418形成的平面相交于与如在图4a中展示的每一cdti结构414的中心部分416的纵向中心线420重合或重叠的线中。
94.图4a中说明的实例横截面视图还展示：彩色像素阵列402a的像素单元404a、404b、404c包含围绕半导体层422的相应像素单元404a、404b、404c区域的bdti结构436a。如在所描绘的实例中说明，bdti结构436a从半导体层422的背侧428向前侧426延伸第三深度t3，以将每一像素单元404a、404b、404c与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。如在所描绘实例中展示，第三深度t3大于第一深度t1且大体上等于半导体材料层422的背侧427与前侧426之间的厚度。bdti结构436a可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层422中形成。bdti结构436a可用与cdti结构414相同或不同的材料形成。图4a展示：在一个实例中，多个平面外部部分418中的每一者的外端与bdti结构436a间隔开并分离大致相等的第二距离d2。
95.图4a中展示的实例像素阵列402a还包含在半导体层422的背侧428上方形成的缓
冲氧化物层434。在缓冲氧化物层434上方形成抗反射层438。在一个实例中，抗反射层438可包含一或多层电介质材料，例如氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钽及/或其它合适的材料。可选地，可在缓冲氧化物层434与半导体层422的背侧428之间安置钝化层，以用于表面钝化以减少暗电流及白像素。钝化层可由高k材料(例如氧化铝、氧化铪、氧化钽)形成。此外，在抗反射层438上方形成包含多个彩色滤光器442的彩色滤光器阵列层。在一个实例中，多个彩色滤光器442可具有基于拜耳图案的布置。在所描绘的实例中，在彩色滤光器阵列层的每一彩色滤光器442之间形成金属网格440。在彩色滤光器层上方形成包含多个微透镜444的微透镜层。
96.如在所描绘的实例中展示，每一微透镜444及每一彩色滤光器442在相应像素单元404a、404b、404c的相应cdti结构414及光电二极管424上方形成并与之对准。因而，如展示，入射光430经引导所沿着的光学路径穿过相应微透镜444、彩色滤光器442、抗反射层438、缓冲氧化物层434、背侧428、沿着cdti结构414，并穿过半导体层422到光电二极管424。
97.在图4a中所描绘的实例中，像素单元404a包含蓝色滤光器442，像素单元404b包含透明/ir滤光器442，且像素单元404c包含绿色滤光器442。蓝色滤光器442适于允许大体上蓝色入射光430通过，透明/ir滤光器442适于允许具有包含可见光到ir光(包含nir光)范围的光的光谱通过，且绿色滤光器442适于允许大体上绿色入射光430通过。因而，在所描绘的实例中，像素单元404a适于检测蓝光，像素单元404b适于检测nir光，且像素单元404c适于检测绿光。
98.图4b是根据本发明的教导的包含具有cdti结构的像素单元的彩色像素阵列402b的另一实例的横截面视图。应了解，图4b的实例像素单元404也可为图2a到2d的像素单元204的实例，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。特定来说，注意，图4b中展示的像素单元404的实例横截面视图可对应于图2b中展示的像素单元204及图2a的像素单元204沿着虚线a-a’的横截面视图。应了解，图4b的彩色像素阵列402b与图4a的彩色像素阵列402a共享许多相似点。
99.例如，图4b中描绘的实例彩色像素阵列402b包含多个像素单元，所述多个像素单元包含像素单元404a、404b、404c。像素单元404a、404b、404c中的每一者包含光电二极管424，光电二极管424安置在半导体层422的相应像素单元区域中并靠近半导体层422的前侧426，以响应于通过半导体层422的背侧428引导到光电二极管424的入射光430而产生图像电荷。半导体层422可为在半导体衬底上形成的外延层。每一像素单元404a、404b、404c的cdti结构414沿着入射光430到光电二极管424的光学路径且靠近半导体层422的背侧428安置在半导体层422的像素单元区域中。如在图4b所说明的实例中，每一cdti结构414包含从半导体层422的背侧428朝向前侧426延伸第一深度t1的中心部分416。每一cdti结构414还包含多个平面外部部分，所述多个平面外部部分中的平面外部部分418c、418g在图4b中可见，且所述多个平面外部部分在半导体层422中从中心部分416横向向外延伸。如在所说明的实例中展示，平面外部部分418c、418g从半导体层422的背侧428朝向前侧426延伸第二深度t2。如上文提及，在各种实例中，中心部分416的宽度大于平面外部部分418c、418g的厚度，且因而，归因于当蚀刻沟槽以形成每一cdti结构414时的蚀刻负载效应，中心部分416的第一深度t1大于多个平面外部部分418c、418g的第二深度t2。
100.类似于上文在图2a中所描述的实例，应了解，图4b的cdti结构414包含额外平面外
部部分，所述额外平面外部部分在平面之外，且因此在图4b中所描绘的横截面视图中不可见。由cdti结构414的多个平面外部部分形成的平面相交于与如在图4b中展示的每一cdti结构414的中心部分416的纵向中心线420重合或重叠的线中。
101.图4b中说明的实例横截面视图还展示：彩色像素阵列402b的像素单元404a、404b、404c包含围绕半导体层422的相应像素单元404a、404b、404c区域的bdti结构436b。如所描绘的实例中展示，bdti结构436b从半导体层422的背侧428朝向前侧426延伸第三深度t3，以将每一像素单元404a、404b、404c与像素阵列中的相邻像素单元隔离或分离。图4b的彩色像素阵列402b与图4a的彩色像素阵列402a之间的一个差异是，如在图4b中说明，bdti结构436b是部分bdti结构，因为第三深度t3大于第一深度t1且小于半导体层422的背侧428与前侧426之间的厚度。在一个实例中，第三深度t3可在大致1.5到2μm的范围内。在其它实例中，应了解，第三深度t3可在大于第一深度t1且小于半导体层422的厚度的不同值范围内。在一个实例中，可选的浅沟槽结构450也可包含在彩色像素阵列402b中。如在图4b中描绘的实例中，如展示，浅沟槽结构450在每一像素单元404之间靠近前侧426安置在半导体层422中，并与部分bdti结构436b对准以围绕每一像素单元404。
102.bdti结构436b及可选的浅沟槽结构450可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层422中形成。bdti结构436b及/或浅沟槽结构450可用与cdti结构414相同或不同的材料形成。图4b展示：在一个实例中，多个平面外部部分418中的每一者的外端与bdti结构436b间隔开并分离大致相等的第二距离d2。
103.图4b中展示的实例像素阵列402b还包含在半导体层422的背侧428上方形成的缓冲氧化物层434。在缓冲氧化物层434上方形成抗反射层438。在一个实例中，抗反射层438可包含一或多层电介质材料，例如氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化钽及/或其它合适的材料。可选地，可在缓冲氧化物层434与半导体层422的背侧428之间安置钝化层，以用于表面钝化以减少暗电流及白像素。钝化层可由高k材料(例如氧化铝、氧化铪、氧化钽)形成。此外，在抗反射层438上方形成包含多个彩色滤光器442的彩色滤光器阵列层。在一个实例中，多个彩色滤光器442可具有基于拜耳图案的布置。在所描绘的实例中，在彩色滤光器阵列层的每一彩色滤光器442之间形成金属网格440。在彩色滤光器层上方形成包含多个微透镜444的微透镜层。
104.如在所描绘的实例中展示，每一微透镜444及每一彩色滤光器442在相应像素单元404a、404b、404c的相应cdti结构414及光电二极管424上方形成并与之对准。因而，如展示，入射光430经引导所沿着的光学路径穿过相应微透镜444、彩色滤光器442、抗反射层438、缓冲氧化物层434、背侧428、沿着cdti结构414，并穿过半导体层422到光电二极管424。
105.在图4b中所描绘的实例中，像素单元404a包含蓝色滤光器442，像素单元404b包含透明/ir滤光器442，且像素单元404c包含绿色滤光器442。蓝色滤光器442适于允许大体上蓝色入射光430通过，透明/ir滤光器442适于允许具有包含可见光到ir光(包含nir光)范围的光的光谱通过，且绿色滤光器442适于允许大体上绿色入射光430通过。因而，在所描绘的实例中，像素单元404a适于检测蓝光，像素单元404b适于检测nir光，且像素单元404c适于检测绿光。
106.图5a到5f说明根据本发明的教导的具有包含实例cdti结构514的像素单元的各种布置的彩色像素阵列502的俯视图。应了解，图5a到5e的实例彩色像素阵列502包含类似于
图4a到4b中展示的横截面视图的像素单元504的各种实例及布置，且下文引用的经类似命名及编号的元件如上文描述般耦合且起作用。此外，注意，图5a到5e中的cdti结构514的实例俯视图可为上文在图2a到2d中描述的cdti结构214的实例。
107.参考图5a中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502a。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504a、504b、504c、504d的每一者包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。在其它实例中，像素单元504a、504b、504c、504d的每一者可包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。因此，应了解，图5a中描绘的实例说明其中像素单元504b适于检测nir光的实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504a、504c、504d)中的一或多者还包含相应cdti结构514。彩色像素阵列502a进一步包含围绕个别像素单元504a、504b、504c、504d的bdti结构536。在实例中，bdti结构536互连，从而形成将像素单元504与彩色像素阵列502a中的相邻像素单元隔离或分离的网格状结构。bdti结构536可从半导体层的背侧延伸到前侧，从而形成全背侧深沟槽隔离结构。bdti结构536还可以大于围封的cdti结构514且小于半导体层的厚度的深度朝向半导体层的前侧延伸到半导体层中，以形成部分背侧深沟槽隔离结构。bdti结构536可由低k材料、氧化物材料或其它合适的电介质材料在半导体层中形成。bdti结构536可用与cdti结构514相同或不同的材料形成。
108.现在参考图5b中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502b。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504b、504d的每一者包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。在其它实例中，彩色像素阵列502b的像素单元504a、504b、504c、504d的每一者可包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。像素单元504a、504c包含cdti结构546，其具有不同于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状，且因此具有与之不同的结构。例如，在图5b中描绘的实例中，cdti结构546具有“+”且有“框”围绕“+”形状的俯视图形状。因此，应了解，图5b中描绘的实例说明其中像素单元504b适于检测nir光的实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504a、504c)中的一或多者包含相应cdti结构546，所述cdti结构546具有用于实现最佳光检测性能的不同形状。
109.现在参考图5c中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502c。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。在其它实例中，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。像素单元504a、504c、504d包含图5b中描
述的cdti结构546，其具有不同于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状，且因此具有与之不同的结构。因此，应了解，图5c中描绘的实例还说明其中像素单元504b适于检测nir光的实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504a、504c、504d)中的一或多者包含具有不同形状的相应cdti结构546。
110.现在参考图5d中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502d。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。在其它实例中，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。在所描绘的实例中，像素单元504a、504c、504d不包含cdti结构。换句话说，在图5d中展示的实例像素单元504a、504c、504d中，入射光在没有cdti结构的情况下沿着穿过半导体层的光学路径通过半导体层的背侧被引导到光电二极管。因此，应了解，图5d中描绘的实例说明其中像素单元504b适于检测nir光的实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504a、504c、504d)不包含相应cdti结构514。
111.现在参考图5e中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502e。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。像素单元504d包含图5b中描述的cdti结构546，其具有不同于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状，且因此具有与之不同的结构。在其它实例中，像素单元504b可包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。在所描绘的实例中，像素单元504a、504c不包含cdti结构。因此，应了解，图5e中描绘的实例说明其中像素单元504b适于检测nir光的实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504d)中的一或多者包含具有不同形状的相应cdti结构546，以及经配置为检测除了nir光外的光的颜色的一或多个相邻像素单元(例如504a、504c)不包含相应cdti结构514。在其它实例中，cdti结构可形成在经配置为检测具有较长波长(例如对于大于700nm的光波长(例如，红色、nir及ir))的光强度的像素单元中。
112.现在参考图5f中描绘的实例，说明包含多个像素单元504a、504b、504c、504d的彩色像素阵列502f。在实例中，像素单元504a包含蓝色滤光器且因此适于检测蓝光，像素单元504b包含透明/ir彩色滤光器且因此适于检测nir光，像素单元504c包含绿色滤光器且因此适于检测绿光，且像素单元504d包含红色滤光器且因此适于检测红光。如在所描绘的实例中展示，像素单元504b包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214的形状。在其它实例中，像素单元504b可包含cdti结构514，其形状大体上类似于上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状。像素单元504d包含图5b中描述的cdti结构546，其具有不同于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214或上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的形状，且因此具有与之不同的结构。此外，像素单元504a、504c包含具
有不同于上文在图2a到2d中描述的实例cdti结构214或上文在图3a到3g中描述的实例cdti结构的又一形状及/或结构的cdti结构548。例如，在图5f中描绘的实例中，cdti结构548具有“框”俯视图形状。因此，应了解，图5f中描绘的实例还说明其中像素单元504b适于检测nir光的另一实例，且经配置为检测除了nir光外的光的颜色的相邻像素单元(例如504a、504c、504d)中的一或多者包含具有不同形状的相应cdti结构546、548。
113.本发明的所说明实例的以上描述(包含在摘要中的描述的内容)并不旨在具详尽性或将本发明限制于所揭示的精确形式。虽然在本文中出于说明的目的描述本发明的特定实例，但如所属领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围中各种修改是可能的。
114.鉴于以上具体实施方式，可对本发明做出这些修改。用于随附权利要求书中的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定实例。确切来说，本发明的范围完全由随附权利要求书确定，所述权利要求书应根据权利要求解释的既定原则来解释。