【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感器，尤其涉及图像传感器的形成方法、图像传感器以及成像装置。
技术介绍
1、coms图像传感器芯片是把光信号转换为电信号的芯片，芯片内部中间区域是起到感光作用的像素阵列（pixel array）， pixel array的周围是外围电路，外围电路主要包括行控制电路、列控制电路以及列输出电路等逻辑电路。
2、然而，这些外围电路会对pixel array产生意想不到的影响。这些外围电路在工作过程中，由于栅诱导漏极泄漏电流效应（gidl）、热载流子注入效应（hci）等因素引起电子空穴对的复合，导致电路发光的现象。电路发光会使得pixel array边缘像素的亮度值异常增大，引起图像失真。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种图像传感器的形成方法、图像传感器以及成像装置，于像素区与外围电路区之间，设置通孔隔离结构以及沟槽隔离结构，在实现阻隔外围电路的发光的同时，又消除通孔隔离结构对像素区的影响。
2、基于以上考虑，本专利技术提供一种图像传感器的形成方法，包括：
3、提供半导体衬底，所述半导体衬底包括像素区与外围电路区；
4、于所述像素区与所述外围电路区之间，从所述半导体衬底背面形成通孔隔离结构，用于隔离所述外围电路区产生的光；
5、于所述像素区与所述通孔隔离结构之间，从所述半导体衬底正面形成沟槽隔离结构，用于消除所述通孔隔离结构对所述像素区的影响。
6、可选地，所述沟槽隔离结构的形成方法包
7、于第一衬底的第一表面进行刻蚀，形成延伸至第一衬底内的深沟槽；
8、填充所述深沟槽，形成深沟槽隔离结构；
9、于所述第一衬底的第一表面形成第一外延层，于所述第一外延层的表面垂直对准所述深沟槽隔离结构进行浅沟槽刻蚀，形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构与所述深沟槽隔离结构构成所述沟槽隔离结构，所述第一衬底与所述第一外延层构成所述半导体衬底。
10、可选地，所述沟槽隔离结构的形成方法还包括：于所述第一外延层表面对准所述浅沟槽隔离结构进行第一掺杂类型的离子注入，形成包围所述浅沟槽隔离结构的第一掺杂区。
11、可选地，所述沟槽隔离结构的形成方法包括：
12、于第一衬底的第一表面进行刻蚀，形成延伸至第一衬底内的深沟槽；
13、填充所述深沟槽，形成深沟槽隔离结构；
14、于所述第一衬底的第一表面形成第一外延层，于所述第一外延层表面垂直对准所述深沟槽隔离结构进行第一掺杂类型的浅层离子注入，形成浅层掺杂区，所述浅层掺杂区与所述深沟槽隔离结构构成所述沟槽隔离结构，所述第一衬底与所述第一外延层构成所述半导体衬底。
15、可选地，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
16、于第一衬底的第一表面进行刻蚀，形成延伸至第一衬底内的深沟槽；
17、于所述深沟槽表面形成第一掺杂类型的隔离层；
18、生长或沉积氧化硅层，完全填充所述深沟槽，形成深沟槽隔离结构。
19、可选地，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
20、于第一衬底的第一表面进行刻蚀，形成延伸至第一衬底内的深沟槽；
21、于所述深沟槽表面形成第一掺杂类型的隔离层；
22、生长或沉积氧化硅层，覆盖所述隔离层；
23、沉积多晶硅层，完全填充所述深沟槽，形成深沟槽隔离结构。
24、可选地，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
25、于第一衬底的第一表面进行刻蚀，形成延伸至第一衬底内的深沟槽；
26、采用外延工艺形成第一掺杂类型的隔离层，完成填充所述深沟槽，形成深沟槽隔离结构。
27、可选地，所述隔离层的形成方法包括外延工艺或离子注入工艺。
28、可选地，所述深沟槽隔离结构还包括覆盖所述深沟槽侧壁的本征外延层。
29、可选地，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
30、于半导体衬底的背面进行刻蚀，形成贯穿所述半导体衬底的通孔；
31、采用不透光材料填充所述通孔，形成通孔隔离结构。
32、可选地，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
33、于半导体衬底的背面进行刻蚀，形成垂直延伸至位于半导体衬底正面的浅沟槽隔离结构的通孔；
34、采用不透光材料填充所述通孔，形成通孔隔离结构。
35、可选地，所述不透光材料为金属。
36、可选地，所述沟槽隔离结构还设置于所述通孔隔离结构与所述外围电路区之间。
37、可选地，所述沟槽隔离结构由所述半导体衬底的正面延伸至背面，以进一步阻挡进入所述像素区的暗电流。
38、可选地，所述沟槽隔离结构与像素单元之间的隔离结构同步形成。
39、可选地，所述通孔隔离结构与外围电路区的通孔电性连接结构同步形成。
40、可选地，所述通孔隔离结构和\或所述沟槽隔离结构环绕所述像素区，形成封闭环状的通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构。
41、可选地，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构呈条状，数条互不连接的条状通孔隔离结构和\或条状沟槽隔离结构围绕所述像素区。
42、可选地，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构呈连续长条状结构。
43、可选地，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构为在同一直线上的多个短条结构，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构包括两层或多层，至少两层通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构交错排布。
44、本专利技术还提供一种图像传感器，包括：
45、半导体衬底，其包括像素区以及外围电路区；
46、设置于所述像素区与所述外围电路区之间的通孔隔离结构，用于隔离所述外围电路区产生的光；
47、设置于所述像素区与所述通孔隔离结构之间的沟槽隔离结构，用于消除所述通孔隔离结构对所述像素区的影响。
48、可选地，所述沟槽隔离结构包括由半导体衬底的背面垂直延伸至半导体衬底内的深沟槽隔离结构以及由半导体衬底的正面垂直延伸至半导体衬底内的浅沟槽隔离结构或浅层掺杂区，其中，所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构或所述浅层掺杂区垂直对准且相接。
49、可选地，所述沟槽隔离结构还包括包围所述浅沟槽隔离结构的第一掺杂区。
50、可选地，所述深沟槽隔离结构从深沟槽中心至深沟槽侧壁依次包括氧化硅层、第一掺杂类型的隔离层，或多晶硅层、氧化硅层、第一掺杂类型的隔离层，或第一掺杂类型的隔离层。
51、可选地，所述隔离层采用外延工艺形成或采用离子注入工艺形成。
52、可选地，所述通孔隔离结构包括贯穿所述半导体衬底的通孔，以及填充所述通孔的不透光材料。
53、可选地，还包括金属布线层，位于所述半导体衬底的正面，所述金属布线层包括金属层以及位于金属层之间的层间介质层；所述通孔隔离结构延伸出所述半导体衬底的正面，并与所本文档来自技高网...
【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：
2.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法包括：
3.根据权利要求2所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法还包括：于所述第一外延层表面对准所述浅沟槽隔离结构进行第一掺杂类型的离子注入，形成包围所述浅沟槽隔离结构的第一掺杂区。
4.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法包括：
5.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
6.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
7.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
8.根据权利要求5-7任一项所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述隔离层的形成方法包括外延工艺或离子注入工艺。
9.根据权利要求8所述的图像传感器的形成方法，其
10.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
11.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
12.根据权利要求10或11所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述不透光材料为金属。
13.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构还设置于所述通孔隔离结构与所述外围电路区之间。
14.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构由所述半导体衬底的正面延伸至背面，以进一步阻挡进入所述像素区的暗电流。
15.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构与像素单元之间的隔离结构同步形成。
16.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构与外围电路区的通孔电性连接结构同步形成。
17.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或所述沟槽隔离结构环绕所述像素区，形成封闭环状的通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构。
18.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构呈条状，数条互不连接的条状通孔隔离结构和\或条状沟槽隔离结构围绕所述像素区。
19.根据权利要求18所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构呈连续长条状结构。
20.根据权利要求18所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构为在同一直线上的多个短条结构，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构包括两层或多层，至少两层通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构交错排布。
21.一种图像传感器，其特征在于，包括：
22.根据权利要求21所述的图像传感器，其特征在于，所述沟槽隔离结构包括由半导体衬底的背面垂直延伸至半导体衬底内的深沟槽隔离结构以及由半导体衬底的正面垂直延伸至半导体衬底内的浅沟槽隔离结构或浅层掺杂区，其中，所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构或所述浅层掺杂区垂直对准且相接。
23.根据权利要求22所述的图像传感器，其特征在于，所述沟槽隔离结构还包括包围所述浅沟槽隔离结构的第一掺杂区。
24.根据权利要求22所述的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽隔离结构从深沟槽中心至深沟槽侧壁依次包括氧化硅层、第一掺杂类型的隔离层，或多晶硅层、氧化硅层、第一掺杂类型的隔离层，或第一掺杂类型的隔离层。
25.根据权利要求24所述的图像传感器，其特征在于，所述隔离层采用外延工艺形成或采用离子注入工艺形成。
26.根据权利要求21所述的图像传感器，其特征在于，所述通孔隔离结构包括贯穿所述半导体衬底的通孔，以及填充所述通孔的不透光材料。
27.根据权利要求26所述的图像传感器，其特征在于，还包括金属布线层，位于所述半导体衬底的正面，所述金属布线层包括金属层以及位于金属层之间的层间介质层；所述通孔隔离结构延伸出所述半导体衬底的正面，并与所述金属层连接。
28.根据权利要求21所述的图像传感器，其特征在于，所述通孔隔离结构包括由半导体衬底的背面垂直延伸至位于正面的浅沟槽隔离结构的通孔，以及填充于所述通孔的不透...
【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：
2.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法包括：
3.根据权利要求2所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法还包括：于所述第一外延层表面对准所述浅沟槽隔离结构进行第一掺杂类型的离子注入，形成包围所述浅沟槽隔离结构的第一掺杂区。
4.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构的形成方法包括：
5.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
6.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
7.根据权利要求2或4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的形成方法包括：
8.根据权利要求5-7任一项所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述隔离层的形成方法包括外延工艺或离子注入工艺。
9.根据权利要求8所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构还包括覆盖所述深沟槽侧壁的本征外延层。
10.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
11.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构的形成方法包括：
12.根据权利要求10或11所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述不透光材料为金属。
13.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构还设置于所述通孔隔离结构与所述外围电路区之间。
14.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构由所述半导体衬底的正面延伸至背面，以进一步阻挡进入所述像素区的暗电流。
15.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述沟槽隔离结构与像素单元之间的隔离结构同步形成。
16.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构与外围电路区的通孔电性连接结构同步形成。
17.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或所述沟槽隔离结构环绕所述像素区，形成封闭环状的通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构。
18.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述通孔隔离结构和\或沟槽隔离结构呈条状，数条互不连接的条状通孔隔离结...
【专利技术属性】
技术研发人员：许乐，张超，赵立新，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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