图像传感器结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器结构及其制备方法，制备包括如下步骤：提供基底结构；于基底结构上形成绝缘层；于绝缘层中形成若干个间隔排布的隔离槽结构；于形成有隔离槽结构的绝缘层上形成封口层，封口层至少封闭隔离槽结构的开口以使得于隔离槽结构中形成空气腔；以及至少于相邻空气腔之间的绝缘层中形成滤光结构。通过上述方案，本发明专利技术的图像传感器结构及其制备方法，在滤光结构之间形成空气腔结构，可以使入射光由光密介质进入光疏介质，从而在界面处形成全反射，进而有效的改善相互滤光结构之间接收的光的干扰，从而可以有效降低传感器的串扰，提高量子效率。

Structure of image sensor and its preparation method

The invention provides an image sensor structure and a preparation method, which comprises the following steps: providing a base structure; forming an insulating layer on the base structure; forming several spaced isolation groove structures in the insulating layer; forming a sealing layer on the insulating layer with an isolation groove structure, and sealing layer at least closing the opening of the isolation groove structure so as to shape the isolation groove structure. A filter structure is formed in an air chamber and an insulating layer at least between adjacent air chambers. Through the above scheme, the image sensor structure and the preparation method of the present invention form an air cavity structure between the filter structures, which enables the incident light to enter the optical sparse medium from the light-dense medium, thereby forming a total reflection at the interface, thereby effectively improving the interference of the received light between the mutual filter structures, thereby effectively reducing the crosstalk of the sensor and improving the quantum efficiency.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器结构及其制备方法
本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种图像传感器结构及其制备方法。
技术介绍
图像传感器，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，CMOS图像传感器(COMSImageSensor，CIS)因其性能好、功耗低、集成度高等优点，在诸多领域得到广泛应用，例如，它被广泛地应用在数码相机和其他电子光学设备中。然而，随着技术发展，传感器尺寸逐步减小，量子效率降低，同时串扰噪声增加，现有技术中，通过金属网格对光的吸收降低传感器串扰，但该结构尺寸不能太小，因此，如何有效降低传感器串扰成为一大技术难题。因此，如何提供一种图像传感器结构及制备方法，以解决现有技术中上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种图像传感器结构及其制备方法，用于解决现有技术中难以有效改善传感器串扰等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种图像传感器结构的制备方法，包括如下步骤：提供基底结构；于所述基底结构上形成绝缘层；于所述绝缘层中形成若干个间隔排布的隔离槽结构；于形成有所述隔离槽结构的所述绝缘层上形成封口层，所述封口层至少封闭所述隔离槽结构的开口以使得于所述隔离槽结构中形成空气腔；以及至少于相邻所述空气腔之间的所述绝缘层中形成滤光结构。作为本专利技术的一种可选方案，所述基底结构自下而上依次包括支撑衬底、金属互连层以及感光层或者所述基底结构自下而上依次包括衬底、感光层以及金属互连层。作为本专利技术的一种可选方案，所述感光层包括若干个感光区域以及将相邻所述感光区域隔离的隔离区域，其中，形成的所述隔离槽结构与所述隔离区域上下对应设置。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述绝缘层之前还包括步骤：于所述基底结构上形成高介电常数介质层；形成所述滤光结构之后还包括步骤：于各所述滤光结构上制备透镜结构，其中，所述滤光结构向上延伸至所述封口层中并与所述封口层的上表面相平齐，所述透镜结构与各所述滤光结构上下对应设置并延伸覆盖其对应的所述滤光结构周围的所述封口层。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述绝缘层之前还包括步骤：于所述基底结构上形成抗反射阻挡层，且形成的所述隔离槽结构贯穿所述绝缘层并显露出所述抗反射阻挡层。作为本专利技术的一种可选方案，所述绝缘层的形成工艺包括原子层沉积工艺，所述绝缘层包括氧化硅层，所述绝缘层的厚度介于2950埃-3350埃之间；所述隔离槽结构的形成工艺包括干法刻蚀工艺，所述隔离槽结构的深度介于2950埃-3350埃之间，所述隔离槽结构的宽度介于190nm-230nm之间。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述封口层的工艺包括沉积工艺；所述沉积工艺包括常压化学气相沉积工艺；所述封口层包括正硅酸乙酯层，所述封口层的厚度介于2800埃-3200埃之间。作为本专利技术的一种可选方案，形成所述封口层之前还包括步骤：至少于所述隔离槽结构的底部及侧壁形成覆盖层。作为本专利技术的一种可选方案，所述覆盖层的厚度介于所述隔离槽结构的宽度的1/10-1/3之间；形成所述覆盖层后的剩余隔离槽结构宽度介于80nm-120nm之间；所述覆盖层的形成工艺包括化学气相沉积工艺，所述覆盖层包括氮化硅层，所述覆盖层的厚度介于300埃-700埃之间。本专利技术还提供一种图像传感器结构，包括：基底结构；绝缘层，位于所述基底结构上，所述绝缘层中形成有若干个间隔排布的隔离槽结构；封口层，对应位于所述隔离槽结构上，所述封口层至少封闭所述隔离槽结构的开口以使得所述隔离槽结构中形成空气腔；以及滤光结构，至少位于相邻的所述空气腔之间的所述绝缘层中。作为本专利技术的一种可选方案，所述基底结构自下而上依次包括支撑衬底、金属互连层以及感光层或者所述基底结构自下而上依次包括衬底、感光层以及金属互连层。作为本专利技术的一种可选方案，所述感光层包括若干个感光区域以及将相邻所述感光区域隔离的隔离区域，其中，所述隔离槽结构与所述隔离区域上下对应设置。作为本专利技术的一种可选方案，所述图像传感器结构还包括高介电常数介质层，所述高介电常数介质层位于所述基底结构与所述绝缘层之间；所述图像传感器结构还包括透镜结构，其中，所述滤光结构向上延伸至所述封口层中并与所述封口层的上表面相平齐，所述透镜结构与各所述滤光结构上下对应设置并延伸覆盖其对应的所述滤光结构周围的所述封口层。作为本专利技术的一种可选方案，所述图像传感器结构还包括抗反射阻挡层，所述抗反射阻挡层位于所述基底结构与所述绝缘层之间，且所述隔离槽结构贯穿所述绝缘层并显露所述抗反射阻挡层。作为本专利技术的一种可选方案，所述绝缘层包括氧化硅层，所述绝缘层的厚度介于2950埃-3350埃之间；所述隔离槽结构的深度介于2950埃-3350埃之间，所述隔离槽结构的宽度介于190nm-230nm之间；所述封口层包括正硅酸乙酯层，所述封口层的厚度介于2800埃-3200埃之间。作为本专利技术的一种可选方案，所述图像传感器还包括覆盖层，所述覆盖层至少位于所述隔离槽结构的底部及侧壁。作为本专利技术的一种可选方案，所述覆盖层的厚度介于所述隔离槽结构的宽度的1/10-1/3之间；形成所述覆盖层后的剩余隔离槽结构宽度介于80nm-120nm之间；所述覆盖层包括氮化硅层，所述覆盖层的厚度介于300埃-700埃之间。如上所述，本专利技术的图像传感器结构及其制备方法，在滤光结构之间形成空气腔结构，可以使入射光由光密介质进入光疏介质，从而在界面处形成全反射，进而有效的改善相互滤光结构之间接收的光的干扰，从而可以有效降低传感器的串扰，提高量子效率。附图说明图1显示为本专利技术提供的图像传感器结构的制备工艺流程图。图2显示为本专利技术的图像传感器结构制备中提供基底结构的示意图。图3显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成抗反射阻挡层的结构示意图。图4显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成绝缘层的结构示意图。图5显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成隔离槽结构的结构示意图。图6显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成隔离槽结构的俯视示意图。图7显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成覆盖层的结构示意图。图8显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成封口层的结构示意图。图9显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成封口层过程的一阶段示意图。图10显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成封口层过程的另一阶段示意图。图11显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成封口层过程的又一阶段示意图。图12显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成滤光结构的结构示意图。图13显示为本专利技术的图像传感器结构改善串扰效果的示意图。图14显示为本专利技术的图像传感器结构制备中形成透镜结构的结构示意图。图15显示为本专利技术的图像传感器结构制备中提供的一基底结构示例的示意图。元件标号说明100基底结构101绝缘层102抗反射阻挡层103隔离槽结构104覆盖层105封口层105a初始沉积层105b封口沉积层106空气腔107滤光结构108透镜结构109支撑衬底110结合层111金属互连层111a金属互连结构111b介质层112隔离区域112a深沟槽隔离结构112b浅沟槽隔离结构113感光区域114感光层115高介电常数介质层S1～S5步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供基底结构；于所述基底结构上形成绝缘层；于所述绝缘层中形成若干个间隔排布的隔离槽结构；于形成有所述隔离槽结构的所述绝缘层上形成封口层，所述封口层至少封闭所述隔离槽结构的开口以使得于所述隔离槽结构中形成空气腔；以及至少于相邻所述空气腔之间的所述绝缘层中形成滤光结构。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供基底结构；于所述基底结构上形成绝缘层；于所述绝缘层中形成若干个间隔排布的隔离槽结构；于形成有所述隔离槽结构的所述绝缘层上形成封口层，所述封口层至少封闭所述隔离槽结构的开口以使得于所述隔离槽结构中形成空气腔；以及至少于相邻所述空气腔之间的所述绝缘层中形成滤光结构。2.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述基底结构自下而上依次包括支撑衬底、金属互连层以及感光层或者所述基底结构自下而上依次包括衬底、感光层以及金属互连层。3.根据权利要求2所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述感光层包括若干个感光区域以及将相邻所述感光区域隔离的隔离区域，其中，形成的所述隔离槽结构与所述隔离区域上下对应设置。4.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，形成所述绝缘层之前还包括步骤：于所述基底结构上形成高介电常数介质层；形成所述滤光结构之后还包括步骤：于各所述滤光结构上制备透镜结构，其中，所述滤光结构向上延伸至所述封口层中并与所述封口层的上表面相平齐，所述透镜结构与各所述滤光结构上下对应设置并延伸覆盖其对应的所述滤光结构周围的所述封口层。5.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，形成所述绝缘层之前还包括步骤：于所述基底结构上形成抗反射阻挡层，且形成的所述隔离槽结构贯穿所述绝缘层并显露出所述抗反射阻挡层。6.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述绝缘层的形成工艺包括原子层沉积工艺，所述绝缘层包括氧化硅层，所述绝缘层的厚度介于2950埃-3350埃之间；所述隔离槽结构的形成工艺包括干法刻蚀工艺，所述隔离槽结构的深度介于2950埃-3350埃之间，所述隔离槽结构的宽度介于190nm-230nm之间。7.根据权利要求1所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，形成所述封口层的工艺包括沉积工艺，所述沉积工艺包括常压化学气相沉积工艺；所述封口层包括正硅酸乙酯层，所述封口层的厚度介于2800埃-3200埃之间。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，形成所述封口层之前还包括步骤：至少于所述隔离槽结构的底部及侧壁形成覆盖层。9.根据权利要求8所述的图像传感器结构的制备方法，其特征在于，所述覆盖层的厚度介于所述隔离槽结构的宽度的1/10-1/3之间；形成所述覆盖层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斌武，张超，
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