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，具有相对的第一表面和第二表面；浅沟槽隔离结构，由第二表面延伸至衬底内；隔离层，设置在衬底内，隔离层与浅沟槽隔离结构在衬底内的一端接触；深沟槽隔离结构，由第一表面延伸至衬底内；格栅结构，设置在深沟槽隔离结构上；多个光电感应区，设置在相邻深沟槽隔离结构之间的衬底内，光电感应区包括至少两个掺杂区，多个掺杂区的掺杂离子类型相同，且由所述第二表面至所述第一表面，不同所述掺杂区的掺杂离子的相对原子质量增大。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，提高图像传感器的良率和质量。率和质量。率和质量。

【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]图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置，被广泛应用于摄影摄像、安防系统、智能便携电话、传真机、扫描器以及医疗电子等领域。其中，背照式(Back Side Illumination，BSI)图像传感器具有更高的灵敏度、更好的布线布局以及允许高速记录等优点，应用在对图像传感器的像素性能要求高的领域。在背照射图像传感器中，在相邻的光电感应区之间设置有沟槽隔离结构进行隔离，提高隔离质量。但目前图像传感器良率较低，具有较大的提升空间。

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，能够抑制串扰现象，减少暗电流，提高图像传感器的良率，获得高质量的图像传感器。
[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。
[0005]本专利技术提供一种图像传感器，至少包括：
[0006]衬底，具有相对的第一表面和第二表面；
[0007]浅沟槽隔离结构，由所述第二表面延伸至所述衬底内；
[0008]隔离层，设置在所述衬底内，所述隔离层与所述浅沟槽隔离结构在衬底内的一端接触；
[0009]深沟槽隔离结构，由所述第一表面延伸至所述衬底内；
[0010]格栅结构，设置在所述深沟槽隔离结构上；以及
[0011]多个光电感应区，设置在相邻所述深沟槽隔离结构之间的所述衬底内，所述光电感应区包括至少两个掺杂区，多个所述掺杂区的掺杂离子类型相同，且由所述第二表面至所述第一表面，不同所述掺杂区的掺杂离子的相对原子质量增大。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述掺杂区包括第一掺杂区，所述第一掺杂区设置在所述隔离层上。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述掺杂区包括第二掺杂区，所述第二掺杂区设置在所述第一掺杂区上，且所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂浓度在同一数量级。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述深沟槽隔离结构位于所述隔离层远离所述浅沟槽隔离结构的一侧，所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构对应设置。
[0015]在本专利技术一实施例中，所述图像传感器还包括滤光结构，所述滤光结构设置在所述光电感应区上，所述滤光结构的顶部呈向外凸起的圆弧状。
[0016]本专利技术还提供一种图像传感器的制作方法，至少包括以下步骤包括：
[0017]提供一衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面；
[0018]在所述衬底内形成浅沟槽隔离结构，由所述第二表面延伸至所述衬底内；
[0019]在所述衬底内形成隔离层，所述隔离层与所述浅沟槽隔离结构在衬底内的一端接触；
[0020]在所述衬底内形成深沟槽隔离结构，由所述第一表面延伸至所述衬底内；
[0021]在所述深沟槽隔离结构上形成格栅结构；以及
[0022]对所述衬底进行掺杂，形成光电感应区，所述光电感应区设置在相邻所述深沟槽隔离结构之间的所述衬底内，所述光电感应区包括至少两个掺杂区，多个所述掺杂区的掺杂离子类型相同，且由所述第二表面至所述第一表面，不同所述掺杂区的掺杂离子的相对原子质量增大。
[0023]在本专利技术一实施例中，所述光电感应区的形成步骤包括：
[0024]在所述衬底的第一表面上以及格栅结构的顶部和侧壁形成第一掺杂层；
[0025]对所述第一掺杂层进行第一次快速退火处理，在所述衬底内形成第一掺杂区，所述第一掺杂层反应形成牺牲氧化层；
[0026]去除牺牲氧化层，在所述衬底的第一表面上以及格栅结构的顶部和侧壁形成第二掺杂层；以及
[0027]对所述第二掺杂层进行第二次快速退火处理，在所述衬底内形成第二掺杂区，所述第二掺杂层反应形成保护氧化层。
[0028]在本专利技术一实施例中，所述第一次快速退火处理和/或所述第二次快速退火处理为激光退火。
[0029]在本专利技术一实施例中，所述第一次快速退火处理的退火温度大于所述第二次快速退火处理的退火温度。
[0030]在本专利技术一实施例中，所述隔离层的形成步骤包括：
[0031]向所述衬底中植入氧离子，形成含氧层，且所述含氧层位于所述浅沟槽隔离结构在衬底内的一端；以及
[0032]对所述衬底进行热处理，所述氧离子与所述衬底反应，形成所述隔离层。
[0033]综上所述，本专利技术提供一种图像传感器及其制作方法，通过对光电感应区和格栅结构的形成制程进行优化，意想不到的效果是能够避免了衬底表面的损伤，能够抑制串扰现象，减少暗电流的产生，提高图像传感器的良率。能够确保衬底表面的掺杂离子的浓度，提高图像传感器的质量。能够灵活控制掺杂区的浓度，满足不同图像传感器的制作要求。能够缩短退火时间，可以减少侧向扩散的区域，确保感光区域的边界清晰，同时能够完全活化掺杂离子。能够在光电感应区周围形成完整的多层隔离，进一步防止相邻的光电感应区之间发生串扰，提高图像传感器的成像质量。在形成掺杂区的过程中，不会对前端制程产生影响，并增加格栅结构的层数，能够进一步减少暗电流，获得高质量的图像传感器。能够将入射光聚焦在光电感应区上，提高图像传感器的感光效率。
[0034]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
[0035]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。
[0036]图1为一实施例中衬底以及在衬底的第二表面形成金属层的示意图。
[0037]图2为一实施例中在衬底中形成含氧层的示意图。
[0038]图3为一实施例中在衬底中形成隔离层和深沟槽隔离结构的示意图。
[0039]图4为一实施例中在衬底的第一表面上形成氧化层和格栅材料层的示意图。
[0040]图5为一实施例中在衬底的第一表面上形成格栅结构的示意图。
[0041]图6为一实施例中在衬底的第一表面以及格栅结构的顶部和侧壁形成第一掺杂层的示意图。
[0042]图7为一实施例中在衬底内形成第一掺杂区的示意图。
[0043]图8为一实施例中在衬底的第一表面以及格栅结构的顶部和侧壁重新形成第二掺杂层的示意图。
[0044]图9为一实施例中在衬底内形成第二掺杂区的示意图。
[0045]图10为一实施例中图像传感器的示意图。
[0046]图11为另一实施例中图像传感器的示意图。
[0047]标号说明：
[0048]10、衬底；101、第一表面；102、第二表面；11、浅沟槽隔离结构；12、第一刻蚀停止层；13、第二刻蚀停止层；14、介质层；15、含氧层；16、隔离层；17、深沟槽隔离结构；171、衬氧化层；172、垫氧化层；18、氧化层；1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，至少包括：衬底，具有相对的第一表面和第二表面；浅沟槽隔离结构，由所述第二表面延伸至所述衬底内；隔离层，设置在所述衬底内，所述隔离层与所述浅沟槽隔离结构在衬底内的一端接触；深沟槽隔离结构，由所述第一表面延伸至所述衬底内；格栅结构，设置在所述深沟槽隔离结构上；以及多个光电感应区，设置在相邻所述深沟槽隔离结构之间的所述衬底内，所述光电感应区包括至少两个掺杂区，多个所述掺杂区的掺杂离子类型相同，且由所述第二表面至所述第一表面，不同所述掺杂区的掺杂离子的相对原子质量增大。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述掺杂区包括第一掺杂区，所述第一掺杂区设置在所述隔离层上。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述掺杂区包括第二掺杂区，所述第二掺杂区设置在所述第一掺杂区上，且所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂浓度在同一数量级。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽隔离结构位于所述隔离层远离所述浅沟槽隔离结构的一侧，所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构对应设置。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括滤光结构，所述滤光结构设置在所述光电感应区上，所述滤光结构的顶部呈向外凸起的圆弧状。6.一种图像传感器的制作方法，其特征在于，至少包括以下步骤包括：提供一衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面；在所述衬底内形成浅沟槽隔离结构，由所述第二表面延伸至所述衬底内；在所述衬底内形成隔离层，所述隔离层与所述浅沟槽隔离结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维邦，
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：