CMOS图像传感器的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括相对的衬底正面和衬底背面；在所述衬底正面上通过一体化刻蚀工艺形成隔离槽；在剩余的所述衬底内形成光电二极管区，所述隔离槽与所述光电二极管区相邻；向所述隔离槽内填充多晶硅形成隔离结构；以及在所述隔离结构上形成连接孔。本发明专利技术采用一体化刻蚀工艺，从衬底正面开始在衬底内一次性刻蚀形成沟槽和深沟槽，然后向沟槽和深沟槽内填充多晶硅形成隔离结构，接着，在隔离结构上形成连接孔。该方法制备工艺简单，且电位可从正面接出。而隔离结构对于光电二极管区表面的串扰、暗电流和随机电报噪声均具有抑制作用。作用。作用。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器的形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其是涉及一种CMOS图像传感器的形成方法。

技术介绍

[0002]随着CIS(CMOS图像传感器)往像元尺寸(pixel size)越来越小的方向发展，为继续保持高FWC(满阱电容)和灵敏度，光电二极管区中N型离子注入越来越浓，有可能引发光电二极管区与光电二极管区之间的串扰(crosstalk)。为抑制电学和光学串扰，深沟槽隔离结构(Deep
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trench isolation，DTI)被广泛应用。FDTI(front
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side DTI，full
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depth DTI)相较BDTI(back
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side DTI)由于其贯穿光电二极管区层，对于串扰的抑制作用更强。
[0003]现有技术的FDTI的做法为先刻蚀浅沟槽
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>再刻蚀细长条的深沟槽>里面填充上掺杂多晶硅
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>掺杂多晶硅回刻
‑
>浅沟槽里填充氧化硅。例如，请参照图1，首先提供衬底110，衬底110可以是一晶圆，衬底110分为相对的衬底正面和衬底背面，从衬底正面开始刻蚀衬底110并且停止刻蚀在衬底110的内部，形成浅沟槽120。接着，请参照图2，从浅沟槽120的底部开始向着衬底背面的方向继续刻蚀衬底110，并且仍然停止刻蚀在衬底110内，以形成深沟槽130。接着，请参照图3，向浅沟槽120和深沟槽130内均填充多晶硅，多晶硅可以是掺杂多晶硅。接着，向剩余的衬底110内填充N型离子，以形成光电二极管区，浅沟槽120和深沟槽130与光电二极管区相邻，如果光电二极管区为至少两个以上的话，则浅沟槽120和深沟槽130一起作为隔离槽将光电二极管与光电二极管之间隔开，每两个光电二极管之间具有一个隔离槽。接着，请参照图4和图5，去除浅沟槽120内的多晶硅，并向浅沟槽120内填充氧化物。这样浅沟槽120的氧化物和深沟槽130内的多晶硅一起可以组成隔离结构，隔离结构将光电二极管隔开。接着，请参照图6，刻蚀衬底背面，在衬底背面露出深沟槽130，在深沟槽130上形成连接孔140，连接孔140可以将电位连接处，如果其他器件需要使用，则可以直接通过连接孔140连接。
[0004]然而，这种制备方式工艺复杂，并且隔离结构如要接电位，只能靠衬底背面的电极接出连接孔，更为复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种CMOS图像传感器的形成方法，可以一次性形成隔离槽，并且可以在衬底正面形成连接孔。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种CMOS图像传感器的形成方法，包括：
[0007]提供衬底，所述衬底包括相对的衬底正面和衬底背面；
[0008]在所述衬底正面上通过一体化刻蚀工艺形成隔离槽；
[0009]在剩余的所述衬底内形成光电二极管区，所述隔离槽与所述光电二极管区相邻；
[0010]向所述隔离槽内填充多晶硅形成隔离结构；以及
[0011]在所述隔离结构上形成连接孔。
[0012]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述隔离槽包括浅沟槽和深沟
槽，所述浅沟槽的横截面面积大于所述深沟槽的横截面面积，所述深沟槽的第一端连接在所述浅沟槽的底部。
[0013]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述深沟槽的第二端与所述衬底背面具有一定的距离。
[0014]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，在所述隔离结构上形成连接孔之后，还包括：研磨所述衬底背面，以使得研磨后的衬底背面露出深沟槽的第二端的表面。
[0015]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述多晶硅为掺杂多晶硅。
[0016]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述隔离槽为多个。
[0017]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述光电二极管区为多个。
[0018]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述隔离结构为多个。
[0019]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，每个所述隔离结构的表面均具有一个连接孔。
[0020]可选的，在所述的CMOS图像传感器的形成方法中，所述衬底包括晶圆。
[0021]在本专利技术提供的CMOS图像传感器的形成方法中，包括：提供衬底，所述衬底包括相对的衬底正面和衬底背面；在所述衬底正面上通过一体化刻蚀工艺形成隔离槽；在剩余的所述衬底内形成光电二极管区，所述隔离槽与所述光电二极管区相邻；向所述隔离槽内填充多晶硅形成隔离结构；以及在所述隔离结构上形成连接孔。本专利的FDTI制备技术采用一体化刻蚀工艺，从衬底正面开始在衬底内一次性刻蚀形成沟槽和深沟槽，然后向沟槽和深沟槽内填充多晶硅形成隔离结构，接着，在隔离结构上形成连接孔。该方法制备工艺简单，且电位可从正面接出。而隔离结构对于光电二极管区表面的串扰、暗电流和随机电报噪声均具有抑制作用。
附图说明
[0022]图1至图6是现有技术的形成CMOS图像传感器的示意图；
[0023]图7是本专利技术实施例的CMOS图像传感器的形成方法的流程图；
[0024]图8至图11是本专利技术实施例的的形成CMOS图像传感器的示意图；
[0025]图11是本专利技术实施例的形成连接孔后的研磨衬底背面后的示意图；
[0026]图中：110
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衬底、120
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浅沟槽、130
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深沟槽、140
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连接孔、210
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衬底、220
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浅沟槽、230
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深沟槽、240
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连接孔。
具体实施方式
[0027]下面将结合示意图对本专利技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0028]在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
[0029]随着CIS(图像传感器)往像元尺寸(pixel size)越来越小的方向发展，为继续保持高FWC(满阱电容)和灵敏度，光电二极管区中N型离子注入越来越浓，有可能引发光电二极管区与光电二极管区之间的串扰(crosstalk)。为抑制电学和光学串扰，深沟槽隔离结构(Deep
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trench isolation，DTI)被广泛应用。FDTI(fr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括相对的衬底正面和衬底背面；在所述衬底正面上通过一体化刻蚀工艺形成隔离槽；在剩余的所述衬底内形成光电二极管区，所述隔离槽与所述光电二极管区相邻；向所述隔离槽内填充多晶硅形成隔离结构；以及在所述隔离结构上形成连接孔。2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述隔离槽包括浅沟槽和深沟槽，所述浅沟槽的横截面面积大于所述深沟槽的横截面面积，所述深沟槽的第一端连接在所述浅沟槽的底部。3.如权利要求2所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽的第二端与所述衬底背面具有一定的距离。4.如权利要求3所述的CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋沉沉，钱俊，孙昌，魏峥颖，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：