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，其中方法包括：提供基底，所述基底包括若干相互分立的像素区、以及位于相邻像素区之间的隔离区，且相邻像素区和隔离区沿第一方向排列；在所述基底表面形成隔离材料膜；刻蚀部分所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，在基底表面形成隔离结构，隔离结构内具有开口，且所述开口暴露出像素区表面；在所述开口内形成像素层，所述像素层覆盖隔离结构侧壁表面。所述方法形成的图像传感器的性能较好。

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
随着半导体技术的不断提高，图像传感器(ImageSensor)作为目前信息获取的一种基础器件在现代社会中得到越来越广泛的应用。互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，简称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，相较于传统的电荷耦合(Charge-coupledDevice，简称CCD)图像传感器更具优势，也更易普及。随着集成电路高密度的发展趋势，半导体衬底单位面积上半导体器件的密度不断增加，因此半导体器件之间的有效绝缘隔离变得更加重要。然而，现有技术形成的隔离结构存在缺陷，导致图像传感器的性能较差。
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：提供基底，所述基底包括若干相互分立的像素区、以及位于相邻像素区之间的隔离区，且相邻像素区和隔离区沿第一方向排列；在所述基底表面形成隔离材料膜；刻蚀部分所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，在基底表面形成隔离结构，隔离结构内具有开口，且所述开口暴露出像素区表面；在所述开口内形成像素层，所述像素层覆盖隔离结构侧壁表面。可选的，所述像素区沿第一方向的尺寸范围：0.5微米～4微米。可选的，所述隔离区沿第一方向的尺寸范围：500埃～1800埃。可选的，刻蚀所述隔离材料膜的方法包括：在所述隔离材料膜表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出像素区上的隔离材料膜；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，形成所述隔离结构；形成所述隔离结构之后，去除所述掩膜层。可选的，所述隔离结构的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。可选的，形成所述隔离材料膜的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或者原子层沉积工艺。可选的，所述基底包括相对的第一面和初始第二面；所述隔离结构位于隔离区第一面表面，所述像素层位于像素区第一面表面。可选的，所述像素层包括相对的第三面和第四面，且所述第四面和第一面表面相接触；所述图像传感器形成方法还包括：形成所述像素层之后，在所像素层内形成光电掺杂区；在所述像素层的第三面表面形成逻辑器件。可选的，形成所述像素层的方法包括：采用选择性外延工艺在所述像素区的第一面表面形成外延膜，且所述外延膜填充满开口；形成所述外延膜的过程中，采用原位掺杂工艺在所述外延膜内掺杂离子，形成所述像素层。可选的，还包括：形成所述像素层之后，从所述初始第二面表面对基底进行减薄，形成基底的第二面，所述第二面与第一面相对；对基底进行减薄之后，在所述基底隔离区的第二面表面形成栅格，相邻栅格之间具有凹槽；在凹槽内形成位于基底像素区的第二面表面的滤光片、以及位于滤光片表面的微透镜。可选的，还包括：形成所述像素层之后，去除所述基底，直至暴露出像素层的第四面表面和隔离结构表面；去除所述基底之后，在所述隔离结构表面形成栅格，相邻栅格之间具有凹槽；在凹槽内形成位于像素层的第四面表面的滤光片、以及位于滤光片表面的微透镜。相应的，本专利技术还提供采用上述任一项方法形成的图像传感器，包括：基底，所述基底包括若干相互分立的像素区、以及位于相邻像素区之间的隔离区，且相邻像素区和隔离区沿第一方向排列；位于基底表面的隔离结构，相邻隔离结构之间具有开口，且所述开口暴露出像素区第一面表面；位于所述开口内的像素层，所述像素层覆盖隔离结构侧壁表面。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，由于所述隔离结构通过刻蚀去除像素区上的隔离材料膜而形成，且沿第一方向上，所述像素区的尺寸大于所述隔离区的尺寸，因此，刻蚀去除像素区上的隔离材料膜的工艺难度较低，使得形成所述隔离结构工艺难度较低。并且，形成所述隔离结构之后，在所述开口内形成像素层，这样的工艺顺序，容易实现，且工艺步骤简单。所述方法有利于提高形成的图像传感器的性能。进一步，所述隔离结构的材料为绝缘材料，所述隔离结构能够起到较好的隔离效果，从而有利于提高形成的图像传感器的性能。附图说明图1是一种图像传感器实施例的结构示意图；图2至图9是本专利技术一实施例中的图像传感器形成方法各步骤的剖面示意图；图10至图11是本专利技术另一实施例中的图像传感器形成方法各步骤的剖面示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有图像传感器的性能较差。图1是一种图像传感器实施例的结构示意图。请参考图1，所述图像传感器包括：基底100，所述基底100包括：若干相互分立的像素区A以及位于相邻像素区A之间的隔离区，所述基底100包括相对的第一面101和第二面102；位于隔离区内的浅沟槽隔离结构121，且所述第一面101暴露出浅沟槽隔离结构121表面；位于隔离区内的深沟槽隔离结构123，且所述第二面102暴露出深沟槽隔离结构123表面；位于深沟槽隔离结构121和浅沟槽隔离结构123之间的掺杂隔离结构122；所述像素区A第二面102表面具有滤光片131以及位于滤光片131表面的滤镜层132；所述隔离区第二面102表面具有栅格140。上述图像传感器中，所述浅沟槽隔离结构121、深沟槽隔离结构123以及掺杂隔离结构122均能够对相邻像素区A起到隔离作用，从而防止相邻的像素区A之间的电学串扰。然而，由于所述深沟槽隔离结构123的深宽比较高，且所述深沟槽隔离结构123是通过刻蚀工艺在基底100内形成深沟槽(图中未示出)，然后在所述深沟槽内填充绝缘材料而形成，因此，在隔离区内形成所述深宽比高的深沟槽隔离结构123的工艺难度较高。同时，在形成所述深沟槽的过程中，所述刻蚀工艺会对基底200造成一定的刻蚀损伤，容易在基底200表面产生缺陷，进而容易产生白像素或者暗电流，使得图像传感器的性能较差。同理，所述浅沟槽隔离结构121是通过刻蚀工艺在基底200内形成浅沟槽(图中未示出)，然后在所述浅沟槽内填充绝缘材料而形成的，从而容易产生白像素或者暗电流，使得图像传感器的性能较差。另外，所述掺杂隔离结构122通过掺杂反型离子，从而起到隔离作用，然而掺杂离子形成的隔离结构的隔离效果较差，导致图像传感器的性能较差。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9是本专利技术一实施例中的图像传感器形成方法各步骤的结构示意图。请参考图2，提供基底200，所述基底200包括若干相互分立的像素区A、以及位于相邻像素区A之间的隔离区(图中未示出)，且相邻像素区A和隔离区沿第一方向X排列。本实施例中，所述基底200的材料为单晶硅。所述基底还可以是多晶硅或非晶硅。所述基底的材料还可以为锗、锗化硅、砷化镓等半导体材料。所述基底还能够是绝缘体上半导体结构，所述绝缘体上半导体结构包括绝缘体及位于绝缘体上的半导体材料层，所述半导体材料层的材料包括硅、锗、硅锗、砷化镓或铟镓砷等半导体材料。在本实施例中，所述像素区A沿第本文档来自技高网...

【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，所述基底包括若干相互分立的像素区、以及位于相邻像素区之间的隔离区，且相邻像素区和隔离区沿第一方向排列；在所述基底表面形成隔离材料膜；刻蚀部分所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，在基底表面形成隔离结构，隔离结构内具有开口，且所述开口暴露出像素区表面；在所述开口内形成像素层，所述像素层覆盖隔离结构侧壁表面。

【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，所述基底包括若干相互分立的像素区、以及位于相邻像素区之间的隔离区，且相邻像素区和隔离区沿第一方向排列；在所述基底表面形成隔离材料膜；刻蚀部分所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，在基底表面形成隔离结构，隔离结构内具有开口，且所述开口暴露出像素区表面；在所述开口内形成像素层，所述像素层覆盖隔离结构侧壁表面。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，所述像素区沿第一方向的尺寸范围：0.5微米～4微米。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，所述隔离区沿第一方向的尺寸范围：500埃～1800埃。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，刻蚀所述隔离材料膜的方法包括：在所述隔离材料膜表面形成掩膜层，所述掩膜层暴露出像素区上的隔离材料膜；以所述掩膜层为掩膜，刻蚀所述隔离材料膜，直至暴露出基底表面，形成所述隔离结构；形成所述隔离结构之后，去除所述掩膜层。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，所述隔离结构的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅。6.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成所述隔离材料膜的工艺包括：化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺或者原子层沉积工艺。7.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述基底包括相对的第一面和初始第二面；所述隔离结构位于隔离区第一面表面，所述像素层位于像素区第一面表面。8.如权利要求7所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯天麒，汤茂亮，
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