图像传感器及其形成方法技术

一种图像传感器及其形成方法，其中，形成方法包括：提供基底，所述基底内具有若干个相互分立的光电区，所述基底包括第一面；在相邻光电区之间的基底内形成开口，且第一面暴露出所述开口；在所述开口的侧壁和底部表面形成第一保护层；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子，所述改善离子与界面处的悬挂键相键合；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子之后，在所述开口内形成隔离结构。所述方法能够降低图像传感器的暗电流。

Image Sensor and Its Formation Method

An image sensor and its forming method include: providing a base with several discrete photoelectric regions, the base including a first surface; forming an opening in the base between adjacent photoelectric regions and exposing the opening on the first surface; forming a first protective layer on the side wall and the bottom surface of the opening; and forming a first protective layer on the first protective layer. An improved ion is doped at the interface of the base, and the improved ion bonds with the suspension bond at the interface; after the improved ion is doped at the interface of the first protective layer and the base, an isolation structure is formed in the opening. The method can reduce the dark current of the image sensor.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造和光电成像
，特别涉及一种图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。以图像传感器作为关键零部件的产品成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为电荷耦合图像传感器(Charge-coupledDeviceImageSensor，简称为CCD图像传感器)、互补型金属氧化物图像传感器(ComplementaryMetalOxideSemiconductorImageSensor，简称为CMOS图像传感器)。CMOS图像传感器是一种快速发展的固态图像传感器，由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此，CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于串通的CCD图像传感器更具优势，也更易普及。然而，现有的图像传感器的暗电流较大。所述暗电流是指器件在反向偏压的条件下，没有入射光时产生的反相直流电流，暗电流在图像传感器工作时，会深入信号电流中，造成信号干扰，导致图像传感器性能下降。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，以降低图像传感器的暗电流。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底内具有若干个相互分立的光电区，所述基底包括第一面；在相邻光电区之间的基底内形成开口，且第一面暴露出所述开口；在所述开口的侧壁和底部表面形成第一保护层；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子，所述改善离子与界面处的悬挂键相键合；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子之后，在所述开口内形成隔离结构。可选的，所述第一保护层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。可选的，所述改善离子包括氟离子。可选的，述第一保护层的厚度为20埃～100埃。可选的，在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子的方法包括：在所述第一保护层的表面形成改善层，所述改善层内具有改善离子；进行退火处理，使所述改善离子扩散至第一保护层和基底的界面处。可选的，所述改善层的材料包括掺氟的氧化硅；所述改善离子包括氟离子。可选的，所述改善层内改善离子的原子百分比浓度为1％～10％。可选的，所述退火处理的工艺包括快速退火工艺；所述快速退火工艺的参数包括：退火温度为400摄氏度～700摄氏度，退火时间为30秒～120秒。可选的，形成所述改善层之后，进行退火处理之前，还包括：在所述改善层的表面形成阻挡层。可选的，所述阻挡层的材料包括氧化硅；所述阻挡层的厚度为20埃～100埃。可选的，在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子的方法包括：利用离子注入工艺，在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子。可选的，所述隔离结构包括：位于第一保护层表面的束缚层、位于束缚层表面的第二保护层、位于第二保护层表面的抗反射层、以及位于抗反射层表面的隔离层；所述隔离结构的形成方法包括：在所述第一保护层表面形成束缚层；在所述束缚层表面形成第二保护层；在所述第二保护层表面形成抗反射层；在所述抗反射层表面形成隔离层，所述隔离层充满开口。可选的，所述束缚层的材料包括高介电常数材料；所述第二保护层的材料包括氧化硅；所述抗反射层的材料包括氮化硅；所述隔离层的材料包括氧化硅。可选的，所述开口的形成方法包括：采用第一刻蚀工艺去除相邻光电区之间的部分基底形成初始开口；采用第二刻蚀工艺去除初始开口侧壁和底部的部分基底形成所述开口；所述第一刻蚀工艺为干法刻蚀工艺；所述第二刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。可选的，形成隔离结构之后，还包括：在所述基底第一面形成若干滤光片，且一个光电区对应一个滤光片；分别在各滤光片表面形成透镜。相应的，本专利技术还提供一种图像传感器，包括：基底，所述基底内具有若干个相互分立的光电区，所述基底包括第一面；位于相邻光电区之间基底内的开口，且所述第一面暴露出开口；位于所述开口侧壁和底部表面的第一保护层；位于所述第一保护层和基底界面处的改善离子，所述改善离子与界面处的悬挂键结合；位于所述开口内的隔离结构。可选的，所述第一保护层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。可选的，所述改善离子包括氟离子。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术技术方案提供的图像传感器的形成方法中，形成所述第一保护层之后，在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子，所述掺杂离子能够与界面处的悬挂键结合，因此，所述掺杂离子能够修复基底与第一保护层界面处的缺陷，因此，有利于降低基底与第一保护层之间的暗电流，提高图像传感器的性能。进一步，形成所述改善层之后，进行退火之前，还包括：在所述改善层表面形成阻挡层。所述阻挡层用于阻挡后续进行退火处理时改善离子扩散至工艺环境内，有利于降低改善离子对后续工艺造成影响。附图说明图1是一种图像传感器的结构示意图；图2至图6是本专利技术图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有图像传感器的暗电流较严重。图1是一种图像传感器的结构示意图。请参考图1，基底100，所述基底100内具有若干个相互分离的光电区101，所述基底100包括第一面1；位于相邻光电区101之间的隔离结构102。上述图像传感器中，所述隔离结构102用于防止相邻光电区101内的电子发生电学串扰。所述隔离结构102的形成方法包括：在相邻光电区101之间的基底100内形成开口；在所述开口内形成所述隔离结构102。所述开口的形成工艺包括干法刻蚀工艺。然而，所述干法刻蚀工艺中包含高能量离子，使得所形成的开口的侧壁和底部表面存在较多的缺陷，则所述隔离结构102和基底100的界面处存在较多的悬挂键，使得所述界面处的暗电流较严重，不利于提高图像传感器的性能。为解决所述技术问题，本专利技术提供了一种图像传感器的形成方法，在所述第一保护层和基底的界面处掺入掺杂离子，所述掺杂离子与界面处的悬挂键相结合。所述方法能够降低图像传感器的暗电流。为使本专利技术的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。图2至图6是本专利技术图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。请参考图2，提供基底200，所述基底200内具有若干个相互分立的光电区202，所述基底200包括第一面11。所述基底200内具有第一掺杂离子。在本实施例中，所述第一掺杂离子为P型离子。在其他实施例中，所述第一掺杂离子为N型离子。所述P型离子包括硼离子、镓离子和铟离子，所述N型离子包括磷离子或者砷离子。所述基底200还包括与第一面11相对的第二面(图中未标出)。在本实施例中，图像传感器为背照式CMOS图像传感器，因此，入射光照射第一面11。在其他实施例中，图像传感器为正照式CMOS图像传感器，因此，入射光照射第二面。所述光电区202内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子与第一掺杂离子的导电类型相反。在本实施例中，所述第二掺杂离子为N型离子。在其他实施例中，所述第二掺杂离子为P型离子。所述P型离子包括硼离子、镓离子和铟离子，所述N型离子包括磷离子或者砷离子。由于第二掺杂离子与第一掺杂离子的导电类型相反，因此，光电区202与基底200形成光电二极管，所述光电二极管用于吸收光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底内具有若干个相互分立的光电区，所述基底包括第一面；在相邻光电区之间的基底内形成开口，且第一面暴露出所述开口；在所述开口的侧壁和底部表面形成第一保护层；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子，所述改善离子与界面处的悬挂键相键合；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子之后，在所述开口内形成隔离结构。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供基底，所述基底内具有若干个相互分立的光电区，所述基底包括第一面；在相邻光电区之间的基底内形成开口，且第一面暴露出所述开口；在所述开口的侧壁和底部表面形成第一保护层；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子，所述改善离子与界面处的悬挂键相键合；在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子之后，在所述开口内形成隔离结构。2.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一保护层的材料包括氧化硅；所述基底的材料包括硅。3.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述改善离子包括氟离子。4.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一保护层的厚度为20埃～100埃。5.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一保护层和基底的界面处掺入改善离子的方法包括：在所述第一保护层的表面形成改善层，所述改善层内具有改善离子；进行退火处理，使所述改善离子扩散至第一保护层和基底的界面处。6.如权利要求5所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述改善层的材料包括掺氟的氧化硅；所述改善离子包括氟离子。7.如权利要求5所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述改善层内改善离子的原子百分比浓度为1％～10％。8.如权利要求5所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述退火处理的工艺包括快速退火工艺；所述快速退火工艺的参数包括：退火温度为400摄氏度～700摄氏度，退火时间为30秒～120秒。9.如权利要求5所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成所述改善层之后，进行退火处理之前，还包括：在所述改善层的表面形成阻挡层。10.如权利要求9所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述阻挡层的材料包括氧化硅；所述阻挡层的厚度为20埃～100埃。11.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何延强，林宗德，黄仁德，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32