这种结构如何在微观层面实现电荷的精准控制？

背照式图像传感器（BSI）通过将光电二极管置于晶体管上方，显著提升了光吸收效率。然而，相邻像素间的电荷泄漏（电学串扰）会降低成像质量。深沟槽隔离（DTI）结构通过以下机制解决这一问题：

1.物理隔离屏障

深沟槽隔离通过蚀刻硅基底形成深沟槽，沟槽深度可达硅片厚度的80%以上。沟槽内填充绝缘材料（如二氧化硅），形成垂直方向的绝缘层，阻断电荷横向扩散路径。

2.电势阱增强

DTI结构在沟槽底部形成耗尽区，通过电势差引导电荷向目标像素流动。这种设计减少了电荷在像素边界区域的滞留时间，降低串扰概率。

3.工艺优化

• 干法刻蚀技术：精准控制沟槽形状，避免侧壁损伤。
• 高温氧化工艺：填充二氧化硅时消除界面缺陷，提升绝缘性能。

4.动态响应补偿

DTI结构结合像素内增益电路，实时调整电荷收集路径。例如，通过反向偏置电压增强沟槽区域的耗尽效应，进一步抑制串扰。

5.材料选择

采用高介电常数材料（如氮化硅）填充沟槽，增强电荷隔离能力。实验表明，此类材料可使串扰率降低至0.1%以下。

应用场景对比

通过上述设计，深沟槽隔离结构在背照式传感器中实现了电荷的精准控制，为高灵敏度、低噪声成像提供了技术基础。