一种图像传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种图像传感器及其制作方法，属于半导体技术领域。所述图像传感器包括：衬底；多个浅沟槽隔离结构，设置在所述衬底内，且所述浅沟槽隔离结构将所述衬底区分为多个感光区域，且多个感光区域在所述衬底上阵列分布；第一阱区，设置在所述感光区域内；第二阱区，设置在所述第一阱区上，所述第二阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离小于所述第一阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离；以及多个开关，设置在所述衬底上。通过本发明专利技术提供的一种图像传感器及其制作方法，提高图像传感器的生产效率和性能。和性能。和性能。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其制作方法


[0001]本专利技术属于半导体
，特别涉及一种图像传感器及其制作方法。

技术介绍

[0002]图像传感器能够将光信号转化为电信号，其中，CMOS图像传感器(CMOS Image Sensors，CIS)具有集成度高、供电的电压低和技术门槛低等优势，被广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话、传真机、扫描仪以及医疗电子等领域。因此，对图像质量要求也越来越高，而暗电流是造成图像传感器恶化的主要原因之一，其中，暗电流的主要来源之一为感光区表面的悬挂键。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器及其制作方法，通过本专利技术提供的图像传感器及其制作方法，可以降低图像传感器的制作成本，提高生产效率，同时提高图像传感器的性能。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术提供一种图像传感器，其至少包括：衬底；多个浅沟槽隔离结构，设置在所述衬底内，且所述浅沟槽隔离结构将所述衬底区分为多个感光区域，且多个感光区域在所述衬底上阵列分布；第一阱区，设置在所述感光区域内；第二阱区，设置在所述第一阱区上，所述第二阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离小于所述第一阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离；以及多个开关，设置在所述衬底上。
[0005]在本专利技术一实施例中，所述第二阱区覆盖所述第一阱区，且所述第二阱区的边缘到所述第一阱区的边缘存在预设距离。
[0006]在本专利技术一实施例中，所述预设距离为70
Å/>~90
Å
。
[0007]在本专利技术一实施例中，所述第二阱区的深度为所述第一阱区深度的五十分之一至八分之一。
[0008]在本专利技术一实施例中，所述第一阱区的深度大于或等于浅沟槽隔离结构的深度。
[0009]在本专利技术一实施例中，所述图像传感器包括隔离阱区和深阱区，所述隔离阱区包裹所述浅沟槽隔离结构，所述深阱区设置在所述第一阱区的底部，且所述深阱区的深度与所述隔离阱区的深度相等。
[0010]本专利技术的另一个目的还在于，提供一种图像传感器的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底内形成多个浅沟槽隔离结构，且所述浅沟槽隔离结构将所述衬底区分为多个感光区域，且多个感光区域在所述衬底上阵列分布；
在所述感光区域内形成第一阱区；在所述第一阱区上形成第二阱区，所述第二阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离小于所述第一阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离；以及在所述衬底上形成多个开关。
[0011]在本专利技术一实施例中，所述第一阱区和所述第二阱区的制作方法包括以下步骤：在所述衬底上形成光刻胶层，在所述光刻胶层上形成第一凹部；以带有所述第一凹部的所述光刻胶层为掩膜，注入第一类型杂质离子，形成第一阱区；对所述光刻胶层进行修整，扩大第一凹部的开口面积，形成第二凹部；以及以带有所述第二凹部的所述光刻胶层为掩膜，注入第二类型杂质离子，形成第二阱区，所述第二类型杂质离子的类型与所述第一类型杂质离子的类型不同。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述第二凹部的形成方法包括：将带有所述第一凹部的所述光刻胶层的所述衬底放入反应室内；以及将反应气体等离子化后，通入反应室内对所述光刻胶层进行修整以扩大第一凹部的开口面积，形成所述第二凹部。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述反应气体包括氧气、氩气或含氟气体中的一种或几种的混合，所述含氟气体包括三氟化氮、四氟化碳、三氟甲烷或六氟乙烷中的一种或几种混合。
[0014]综上所述，本专利技术提供一种图像传感器及其制作方法，能够提高光电二极管之间的隔离效果，减少光电二极管之间的相互干扰，同时，降低图像传感器的暗电流，提高图像传感器的性能。能够降低因表面晶格缺陷引起的不良影响，减少暗电流。同时，在制作过程中，节约一道光阻工艺，能够降低生产成本，同时精简制作过程，节约时间，提高生产效率。
[0015]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为一实施例中图像传感器的阵列示意图。
[0018]图2为图1沿A
‑
A方向形成第一光刻胶层的剖视图。
[0019]图3为图1沿A
‑
A方向形成浅沟槽的剖视图。
[0020]图4为图1沿A
‑
A方向形成浅沟槽隔离结构的剖视图。
[0021]图5为图1沿A
‑
A方向形成深阱区和隔离阱区的剖视图。
[0022]图6为图1沿A
‑
A方向在第二光刻胶层上形成第一凹部的剖视图。
[0023]图7为图1沿A
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A方向形成第一阱区的剖视图。
[0024]图8为图1沿A
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A方向修整第一凹部形成第二凹部的剖视图。
[0025]图9为图1沿A
‑
A方向形成第二阱区的剖视图。
[0026]图10为图1沿B
‑
B方向形成介质层的剖视图。
[0027]图11为图1沿B
‑
B方向形成开关的剖视图。
[0028]图12为图1沿B
‑
B方向形成侧墙结构的剖视图。
[0029]标号说明：100、图像传感器；10、衬底；101、第一区域；102、第二区域；11、垫氧化层；12、垫氮化层；13、第一光刻胶层；131、第一开口；14、浅沟槽隔离结构；141、浅沟槽；15、第二光刻胶层；151、第一凹部；152、第二凹部；16、第一阱区；17、第二阱区；18、介质层；19、侧墙结构；20、像素单元；21、深阱区；22、隔离阱区；110、电荷积分开关；120、复位开关；130、信号放大开关。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]在本专利技术中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底；多个浅沟槽隔离结构，设置在所述衬底内，且所述浅沟槽隔离结构将所述衬底区分为多个感光区域，且多个感光区域在所述衬底上阵列分布；第一阱区，设置在所述感光区域内；第二阱区，设置在所述第一阱区上，所述第二阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离小于所述第一阱区到所述浅沟槽隔离结构的距离；以及多个开关，设置在所述衬底上。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第二阱区覆盖所述第一阱区，且所述第二阱区的边缘到所述第一阱区的边缘存在预设距离。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述预设距离为70
Å
~90
Å
。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述第二阱区的深度为所述第一阱区深度的五十分之一至八分之一。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一阱区的深度大于或等于浅沟槽隔离结构的深度。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括隔离阱区和深阱区，所述隔离阱区包裹所述浅沟槽隔离结构，所述深阱区设置在所述第一阱区的底部，且所述深阱区的深度与所述隔离阱区的深度相等。7.一种图像传感器的制作方法，其特征在于，包括：提供一衬底；在所述衬底内形成多个浅沟槽隔离结构，且所述浅沟槽隔离结构将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玉婷，林政纬，杨智强，
申请(专利权)人：合肥晶合集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：