图像传感器及其制造方法技术

本申请公开了一种图像传感器及其制造方法。所述图像传感器包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的多个感光器件；位于所述半导体衬底内的隔离结构；以及位于所述半导体衬底上的多个滤光层，所述多个滤光层与所述多个感光器件在位置上一一对应并包括至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层，其中，所述隔离结构仅存在于彼此相邻且具有不同颜色的滤光层所对应的感光器件之间。在本申请的图像传感器及其制造方法中，相同颜色的滤光层所对应的感光器件之间不设置DTI结构，因此同色光之间不存在串扰，能够达到良好的光利用率，同时DTI结构的数量的减少也带来了暗电流的减少。

Image sensor and its manufacturing method

The application discloses an image sensor and a manufacturing method thereof. The image sensor comprises a semiconductor substrate, a plurality of photosensitive devices located in the semiconductor substrate, an isolation structure located in the semiconductor substrate, and a plurality of filter layers located on the semiconductor substrate, wherein the plurality of filter layers correspond to the plurality of photosensitive devices one by one in position and include at least one pair of filter layers adjacent to each other and having the same color, Wherein, the isolation structure only exists between the photosensitive devices corresponding to the filter layers adjacent to each other and having different colors. In the image sensor and its manufacturing method of the application, there is no DTI structure between the photosensitive devices corresponding to the filter layer of the same color, so there is no crosstalk between the same color light, and good light utilization can be achieved. At the same time, the reduction of the number of DTI structures also brings about the reduction of dark current.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制造方法
本申请涉及半导体器件的制造领域，具体地涉及一种图像传感器及其制造方法。
技术介绍
图像传感器是一种将光学图像转换成电信号的器件。随着计算机和通信产业的发展，对高性能图像传感器的需求不断增长，这些高性能图像传感器广泛用于诸如数字照相机、摄像录像机、个人通信系统(PersonalComputerSystem，PCS)、游戏机、安防摄像机、医用微型照相机之类的各种领域。图像传感器包括两种类型，电荷藕合器件(ChargeCoupledDevice，CCD)传感器和CMOS图像传感器(CMOSImageSensors，CIS)。相比于CCD图像传感器，CMOS图像传感器具有集成度高、功耗小、生成成本低等优点。按照接收光线的位置的不同，CMOS图像传感器又可以分为前照式图像传感器和背照式(BackSideIllumination，BSI)图像传感器。其中，与前照式图像传感器相比，背照式图像传感器最大的优化之处就是改变了元件内部的结构，即将感光层的元件入射光路调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在前照式图像传感器中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构和厚度的影响，提高了光线接收的效能。CMOS背照式图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS背照式图像传感器越来越多地取代CCD背照式图像传感器应用于各类电子产品中。然而，背照式图像传感器采用深沟槽隔离(DeepTrenchIsolation，DTI)结构结构来改善光学串扰现象，由于在形成DTI结构时会对半导体表面产生破坏，进而在DTI结构表面带来更多的暗电流。因此，如何在避免串扰的情况下减少暗电流是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中DTI结构带来的暗电流问题，本申请提出一种新的图像传感器及其制造方法，以求减少暗电流。在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，该部分并不意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本申请的一个方面提供了一种图像传感器，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的多个感光器件；位于所述半导体衬底内的隔离结构；以及位于所述半导体衬底上的多个滤光层，所述多个滤光层与所述多个感光器件在位置上一一对应并包括至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层，其中，所述隔离结构仅存在于彼此相邻且具有不同颜色的滤光层所对应的感光器件之间。在本申请的一些实施例中，所述多个滤光层以n×n阵列的形式排布，所述n为大于或等于2的正整数，所述n×n阵列中的任何一个2×2子阵列都包含一个第一颜色滤光层、一个第二颜色滤光层和两个第三颜色滤光层。在本申请的一些实施例中，所述至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层均为所述第三颜色滤光层。在本申请的一些实施例中，每个第三颜色滤光层都仅与一个其他第三颜色滤光层相邻。在本申请的一些实施例中，每个第一颜色滤光层都不与其他第一颜色滤光层相邻，每个第二颜色滤光层都不与其他第二颜色滤光层相邻，且每个第一颜色滤光层都仅与一个第二颜色滤光层相邻。在本申请的一些实施例中，所述第一颜色滤光层是红色滤光层，所述第二颜色滤光层是蓝色滤光层，所述第三颜色滤光层是绿色滤光层。在本申请的一些实施例中，所述图像传感器还包括：位于所述半导体衬底上的钝化层，其中所述多个滤光层位于所述钝化层上；以及位于所述钝化层上的隔离栅，所述隔离栅隔离所述多个滤光层。本申请的另一个方面提供了一种图像传感器的制造方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底中形成多个感光器件；在所述半导体衬底中形成隔离结构；以及在所述半导体衬底上形成多个滤光层，所述多个滤光层与所述多个感光器件在位置上一一对应并且包括至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层，其中，所述隔离结构仅存在于彼此相邻且具有不同颜色的滤光层所对应的感光器件之间。在本申请的一些实施例中，在所述半导体衬底上形成多个滤光层的步骤包括：在所述半导体衬底上形成钝化层；以及在所述钝化层上形成隔离栅以隔离所述多个滤光层。在本申请的一些实施例中，所述多个滤光层以n×n阵列的形式排布，所述n为大于或等于2的正整数，所述n×n阵列中的任何一个2×2子阵列都包含一个第一颜色滤光层、一个第二颜色滤光层和两个第三颜色滤光层。在本申请的一些实施例中，所述至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层均为所述第三颜色滤光层。在本申请的一些实施例中，每个第三颜色滤光层都仅与一个其他第三颜色滤光层相邻。在本申请的一些实施例中，每个第一颜色滤光层都不与其他第一颜色滤光层相邻，每个第二颜色滤光层都不与其他第二颜色滤光层相邻，且每个第一颜色滤光层都仅与一个第二颜色滤光层相邻。在本申请的一些实施例中，所述第一颜色滤光层是红色滤光层，所述第二颜色滤光层是蓝色滤光层，所述第三颜色滤光层是绿色滤光层。在本申请的实施例提供的图像传感器及其制造方法中，相同颜色的滤光层所对应的感光器件之间不设置DTI结构。由于同色光之间不存在串扰，所以这种结构能够达到良好的光利用率，同时DTI结构的数量的减少也带来了暗电流的减少。附图说明以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本公开的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的专利技术意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：图1A和图1B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图2A和图2B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图3A和图3B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图4A和图4B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图5A和图5B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图6A和图6B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图7A和图7B分别根据本申请的实施例的图像传感器的形成方法的一个中间步骤所对应的俯视图和沿线A-A截取的截面图。图8为根据本申请的实施例的图像传感器的一个俯视图。图9为根据本申请的实施例的图像传感器的另一个俯视图。图10为根据本申请的实施例的图像传感器的又一个俯视图。图11为根据本申请的实施例的图像传感器的再一个俯视图。具体实施方式以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本公开不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。下面结合实施例和附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的多个感光器件；位于所述半导体衬底内的隔离结构；以及位于所述半导体衬底上的多个滤光层，所述多个滤光层与所述多个感光器件在位置上一一对应并包括至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层，其中，所述隔离结构仅存在于彼此相邻且具有不同颜色的滤光层所对应的感光器件之间。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底；位于所述半导体衬底内的多个感光器件；位于所述半导体衬底内的隔离结构；以及位于所述半导体衬底上的多个滤光层，所述多个滤光层与所述多个感光器件在位置上一一对应并包括至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层，其中，所述隔离结构仅存在于彼此相邻且具有不同颜色的滤光层所对应的感光器件之间。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述多个滤光层以n×n阵列的形式排布，所述n为大于或等于2的正整数，所述n×n阵列中的任何一个2×2子阵列都包含一个第一颜色滤光层、一个第二颜色滤光层和两个第三颜色滤光层。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述至少一对彼此相邻且具有相同颜色的滤光层均为所述第三颜色滤光层。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，每个第三颜色滤光层都仅与一个其他第三颜色滤光层相邻。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，每个第一颜色滤光层都不与其他第一颜色滤光层相邻，每个第二颜色滤光层都不与其他第二颜色滤光层相邻，且每个第一颜色滤光层都仅与一个第二颜色滤光层相邻。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述第一颜色滤光层是红色滤光层，所述第二颜色滤光层是蓝色滤光层，所述第三颜色滤光层是绿色滤光层。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括：位于所述半导体衬底上的钝化层，其中所述多个滤光层位于所述钝化层上；以及位于所述钝化层上的隔离栅，所述隔离栅隔离所述多个滤光层。8.一种图像传感器的制造方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟璐，富田隆治，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