成功消费数字成像产品的实现技术调查(第3部分:像素隔离结构)

发布时间:2017年7月24日
特约作者:Ray Fontaine

IISW 2017年论文的第三个主题是对我们在像素隔离结构中看到的趋势的概述。这些结构对智能手机摄像头1.0µm到1.4µm生成像素的性能至关重要。展望未来,我们希望看到这些结构应用于其他成像应用,以及亚微米像素。

TechInsights论文的完整版本将发布在国际战略研究所的网站8月。像往常一样,感谢IISW组织委员会给我们提供机会,并感谢我们才华横溢的实验室工作人员和生成基础数据的分析师。请继续关注-在图像传感器领域永远不会有沉闷的时刻!

像素隔离结构

像素隔离结构

在背光衬底上制作了各种各样的结构,以提供改进的电气和光学隔离。DTI工艺模块在工艺流程的早期(在有源器件形成之前)和后期(CIS模后细化后)都已实现。目前使用的大多数B-DTI结构都是用电介质填充的,包括各种高k薄膜。

2010年,在STMicroelectronics[25]制造的HTC One超ixel相机芯片中发现了首个背光CIS的DTI结构。这些早期的前端制作DTI (F-DTI)结构是使用绝缘体上的硅基板建造的。目前背向发光的CIS芯片通常是在背向薄的epi/bulk衬底上制作的。

图3所示。索尼IMX260 - Exmor RS与DBI技术平台

图3所示。索尼IMX260 - Exmor RS与DBI技术平台

答:索尼

索尼首次观察到的DTI是2013年在IMX147[26]中发现的B-DTI结构。B-DTI向2.8µm厚的基体中渗透0.3µm左右,首先被界面氧化物填充,其次是HfO、TaO、氧化物、ti基衬层和W金属。这款芯片是索尼公司制造的唯一一款金属填充沟槽芯片。到2015年,索尼转向了更深的、介质填充的B-DTI结构,该结构由薄的界面氧化物、AlO、TaO和未掺杂的氧化物核心组成。

图3显示了来自1.4µm像素生成的IMX260最近的、充满介质的B-DTI结构,具有2.9µm厚的衬底。B-DTI从后表面延伸至1.9µm的名义深度,而在B-DTI交叉处延伸至2.4µm的名义深度。

图4所示。三星S5K3P3SX堆叠式ISOCELL技术平台

图4所示。三星S5K3P3SX堆叠式ISOCELL技术平台

b .三星

B-DTI和F-DTI结构已经集成到三星的ISOCELL技术平台。迄今为止的分析表明,三星偏爱全深度F-DTI用于1.0µm像素生成ISOCELL结构,而部分深度B-DTI用于1.12µm和1.4µm像素生成ISOCELL结构。

三星于2015年首次观测到B-DTI结构,在1.12µm像素生成芯片中实现,其特征是B-DTI沟槽延伸到1.3µm深的衬底。

图5所示。OmniVision OV16880 PureCel Plus-S技术平台

图5所示。OmniVision OV16880 PureCel Plus-S技术平台

c . OmniVision

OmniVision通过其PureCel Plus-S技术平台引入了部分B-DTI结构,2016年分析[10]。该结构为1.0µm像素生成CIS,将0.45µm延伸至2.5µm厚的基底背面。该B-DTI沟槽填充材料包括界面氧化物、首先沉积的HfO、TaO、氧化物、ti基衬层和W型芯。到目前为止,这是OmniVision芯片上唯一观察到的DTI结构,也是自2013年索尼(Sony)的努力以来首个金属填充的B-DTI沟槽。

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