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，方法包括：提供衬底，所述衬底包括第一像素区、第二像素区以及位于第一像素区和第二像素区之间的隔离区；在所述衬底第一像素区内形成第一光电掺杂区；在所述衬底第二像素区内形成多个相互分立的第二光电掺杂区；在所述衬底隔离区内形成凹槽；在所述凹槽底部表面和侧壁表面形成导电层；在所述衬底第一像素区表面形成遮挡层。所述方法提高了图像传感器的性能。

Image Sensor and Its Formation Method

【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领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。在图像传感器中，暗电流是不可避免的，并且是一个主要性能参数。为更好的监测暗电流，在图像传感器中设置遮光的像素单元和彩色像素单元的光接收单元，其中该遮光的像素单元被称为黑色像素单元(也称为光学黑体单元)。黑色像素单元用于在黑暗状态中生成像素信号的基准值，以防止由于温度变化等而导致的信号电平的变化。然而，在现有技术中，黑色像素单元的光接收单元会受到来自图像传感器的外部的杂散辐射的影响，从而对暗电流测量带来了干扰。
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，以提高图像传感器的性能。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：提供衬底，所述衬底包括第一像素区、第二像素区以及位于第一像素区和第二像素区之间的隔离区；在所述衬底第一像素区内形成第一光电掺杂区；在所述衬底第二像素区内形成多个相互分立的第二光电掺杂区；在所述衬底隔离区内形成凹槽；在所述凹槽底部表面和侧壁表面形成导电层；在所述衬底第一像素区表面形成遮挡层。可选的，所述导电层的厚度范围为2100埃～2400埃。可选的，所述导电层的材料为金属材料；所述金属材料包括：铜、钨、镍、铬、钛、钽和铝中的一种或多种组合。可选的，所述遮挡层的材料和所述导电层的材料相同。可选的，形成所述导电层的过程中，形成所述遮挡层。可选的，所述遮挡层和导电层的形成方法包括：在衬底第一像素区和隔离区表面形成初始导电层，所述初始导电层覆盖凹槽底部表面和侧壁表面；位于衬底第一像素区表面的初始导电层为遮挡层，位于凹槽底部表面和侧壁表面的初始导电层为导电层。可选的，所述凹槽的形成方法包括：在所述衬底第一像素区、第二像素区和隔离区表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出衬底隔离区；以所述第一图形化层为掩膜刻蚀衬底，在衬底隔离区内形成所述凹槽。可选的，还包括：在所述衬底第二像素区表面形成栅格层，所述栅格层位于相邻第二光电掺杂区之间的衬底第二像素区表面；所述栅格层与导电层连接。可选的，所述栅格层的材料和所述导电层的材料相同。可选的，所述栅格层和导电层形成方法：在衬底第一像素区和隔离区表面形成初始导电层，所述初始导电层还位于衬底第二像素区表面；在所述初始导电层表面形成第二图形化层，所述第二图形化层覆盖第一像素区和隔离区的初始导电层，所述第二图形化层内具有开口，所述开口暴露出部分第二像素区的初始导电层表面；以所述第二图形化层为掩膜，刻蚀去除所述开口暴露出的第二像素区的初始导电层，在衬底第二像素区表面形成栅格层，相邻栅格层之间具有栅格凹槽。可选的，所述衬底具有相对的第一面和第二面；所述衬底还包括：位于衬底第二像素区内和衬底隔离区内的浅沟槽隔离层和位于衬底第二像素区内的深沟槽隔离层，所述浅沟槽隔离层位于相邻第二光电掺杂区之间，以及隔离区与第一像素区和隔离区与第二像素区的交界处，衬底第一面表面暴露出所述浅沟槽隔离层；所述衬底还包括：位于衬底第二像素区内的深沟槽隔离层，所述深沟槽隔离层位于相邻第二光电掺杂区之间、以及隔离区与第二像素区的交界处，衬底第二面暴露出所述深沟槽隔离层；所述凹槽顶部与衬底第二面表面齐平。可选的，所述凹槽底部暴露出浅沟槽隔离层。可选的，所述凹槽的深度范围为1.5um～2.5um。本专利技术还提供一种采用上述任意一种方法所形成的图像传感器包括：衬底，所述衬底包括第一像素区、第二像素区以及位于第一像素区和第二像素区之间的隔离区；位于所述衬底第一像素区内的第一光电掺杂区；位于所述衬底第二像素区内的多个相互分立的第二光电掺杂区；位于所述衬底隔离区内的凹槽；位于所述凹槽底部表面和侧壁表面的导电层；位于所述衬底第一像素区表面形成遮挡层。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，所述凹槽位于第一光电掺杂区与第二光电掺杂区之间，则导电层位于第一光电掺杂区和第二光电掺杂区之间。当光线进入到第二像素区时，部分光线在导电层表面发生反射，因此所述导电层能阻挡自衬底第二像素区的光线进入到第一光电掺杂区，从而减少了衬底第二像素区的光线对第一光电掺杂区的影响，使得第一像素区的暗电流信号的准确度提高。另一方面，所述导电层与衬底相接触，能将衬底内的暗电流导出。由于所述导电层具有阻挡光线的作用，能避免额外再形成阻挡结构，节约了面积。综上，提高了图像传感器的性能。进一步，所述凹槽深度较深，阻挡了邻近的光线进入到第一光电掺杂区，避免了对第一光电掺杂区的串扰，使得第一像素区所获得的暗电流信号的准确度提高。并且，所述凹槽深度较深，导电层与衬底的接触面积较大，有利于暗电流的导出，从而提高了图像传感器的性能。附图说明图1至图2是一种图像传感器形成过程的结构示意图；图3至图9是本专利技术一实施例中图像传感器形成过程的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术的图像传感器的性能较差。图1至图2是一种图像传感器形成过程的结构示意图。参考图1，提供衬底100，所述衬底100包括第一像素区A、第二像素区B和逻辑区C，所述第一像素区A位于第二像素区B和逻辑区C之间，所述第一像素区A与第二像素区B相邻，且所述第一像素区A与逻辑区C相邻，所述衬底100具有相对的第一面和第二面；在所述衬底100第一像素区A内形成第一光电掺杂区110；在所述衬底100第二像素区B内形成第二光电掺杂区120；在所述衬底100内形成浅沟槽隔离结构130，且所述衬底100的第一面暴露出浅沟槽隔离结构130；在所述衬底100第一面形成互连层140；形成互连层140后，在所述衬底100内形成深沟槽隔离结构150，且所述衬底100的第二面暴露出深沟槽隔离结构150，所述深沟槽隔离结构150位于相邻第二像素区B、以及第一像素区A和第二像素区B之间；形成所述深沟槽隔离结构150后，在所述衬底100第一像素区A内形成凹槽101，所述凹槽101紧邻第一光电掺杂区110，所述第一光电掺杂区110位于凹槽101和第二光电掺杂区120之间。参考图2，在所述凹槽101底部表面和侧壁表面形成连接层102；形成连接层过程中，在第一像素区A的衬底表面形成遮挡层103。上述图像传感器的形成方法中，所述第一像素区A为黑色像素区(blackpixel)，所述第二像素区B为有色像素区，连接层102位于第一像素区A用于导出第二像素区B的暗电流，避免影响逻辑区C的器件性能。所述凹槽101位于第一光电掺杂区110与逻辑区之间，能将第一像素区A内的暗电流也导出，避免对逻辑区C的器件性能的影响，所述凹槽101位于第一光电掺杂区110与第二逻辑区B之间，难以将第一像素区A内的暗电流导出。第一光电掺杂区110为黑色像素区的感光区，遮挡层103能阻挡衬底第一像素区A顶部的光线进入到第一光电掺杂区110。上述方法所形成的图像传感器中，深沟槽隔离结构150用来隔离相邻像素区之间的电串扰，所述深沟槽隔离结构150所采用的材料为氧化硅，氧化硅为透明材料，不能防止相邻像素区之间的光串扰。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：提供衬底，所述衬底包括第一像素区、第二像素区以及位于第一像素区和第二像素区之间的隔离区；在所述衬底第一像素区内形成第一光电掺杂区；在所述衬底第二像素区内形成多个相互分立的第二光电掺杂区；在所述衬底隔离区内形成凹槽；在所述凹槽底部表面和侧壁表面形成导电层；在所述衬底第一像素区表面形成遮挡层。

【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：提供衬底，所述衬底包括第一像素区、第二像素区以及位于第一像素区和第二像素区之间的隔离区；在所述衬底第一像素区内形成第一光电掺杂区；在所述衬底第二像素区内形成多个相互分立的第二光电掺杂区；在所述衬底隔离区内形成凹槽；在所述凹槽底部表面和侧壁表面形成导电层；在所述衬底第一像素区表面形成遮挡层。2.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述导电层的厚度范围为2100埃～2400埃。3.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述导电层的材料为金属材料；所述金属材料包括：铜、钨、镍、铬、钛、钽和铝中的一种或多种组合。4.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述遮挡层的材料和所述导电层的材料相同。5.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述遮挡层还与所述导电层连接。6.根据权利要求5所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成所述导电层的过程中，形成所述遮挡层。7.根据权利要求6所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述遮挡层和导电层的形成方法包括：在衬底第一像素区和隔离区表面形成初始导电层，所述初始导电层覆盖凹槽底部表面和侧壁表面；位于衬底第一像素区表面的初始导电层为遮挡层，位于凹槽底部表面和侧壁表面的初始导电层为导电层。8.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述凹槽的形成方法包括：在所述衬底第一像素区、第二像素区和隔离区表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出衬底隔离区；以所述第一图形化层为掩膜刻蚀衬底，在衬底隔离区内形成所述凹槽。9.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：在所述衬底第二像素区表面形成栅格层，所述栅格层位于相邻第二光电掺杂区之间的衬底第二像素区表面；所述栅格层与导电层连接。10.根据权利要求9所述的图像传...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟仁杰，内藤逹也，黄晓橹，
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