[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201810064870.3
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108281439A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 王連紅;黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述方法包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有正面和背面；自所述半導體襯底的正面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成正面溝槽；在所述正面溝槽中填充介質材料；自所述半導體襯底的背面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成背面溝槽，其中，所述背面溝槽與所述正面溝槽一一對應連通，連通的正面溝槽和背面溝槽之間的半導體襯底用于形成光電二極管；在所述背面溝槽中填充介質材料。本發明方案可以有效地降低電學串擾，并且可以提高光電二極管的厚度，從而提高滿阱容量。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

圖像傳感器是攝像設備的核心部件，通過將光信號轉換成電信號實現圖像拍攝功能。以CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件為例，在制造工藝中，為防止不同區域的光生載流子擴散到相鄰區域，需要在半導體襯底的內部形成深槽隔離(Deep TrenchIsolation，DTI)。

在一種現有技術中，可以在器件晶圓(Device Wafer)的半導體襯底的正面形成有源器件之后，在所述半導體襯底的背面形成DTI。具體地，自所述半導體襯底的背面對所述半導體襯底進行刻蝕以形成溝槽，然后在所述溝槽中填充介質材料，然后平坦化所述半導體襯底的背面以及所述介質材料。

在另一種現有技術中，可以在所述半導體襯底的正面形成DTI。具體地，自所述半導體襯底的正面對所述半導體襯底進行刻蝕以形成溝槽，然后在所述溝槽中填充介質材料，然后平坦化所述半導體襯底的正面以及所述介質材料。

然而，在上述兩種技術中，均存在DTI深度不夠，導致電學串擾嚴重的問題；以及受到DTI深度的限制，光電二極管的厚度不夠，導致滿阱容量過低的問題。其中，所述DTI深度以及光電二極管的厚度的方向均為垂直于所述半導體襯底表面的方向。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，可以有效地降低電學串擾，并且可以提高光電二極管的厚度，從而提高滿阱容量。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底具有正面和背面；自所述半導體襯底的正面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成正面溝槽；在所述正面溝槽中填充介質材料；自所述半導體襯底的背面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成背面溝槽，其中，所述背面溝槽與所述正面溝槽一一對應連通，連通的正面溝槽和背面溝槽之間的半導體襯底用于形成光電二極管；在所述背面溝槽中填充介質材料。

可選的，自所述半導體襯底的正面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成正面溝槽包括：在所述半導體襯底的正面形成保護層；在所述保護層的表面形成圖案化的掩膜層；以所述圖案化的掩膜層為掩膜，對所述保護層和半導體襯底進行刻蝕，以形成正面溝槽。

可選的，所述介質材料選自：氧化硅、氮化硅、非摻雜多晶硅以及高K材料。

可選的，所述半導體襯底的正面具有對準標記，自所述半導體襯底的背面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成背面溝槽包括：在所述半導體襯底的背面形成保護層；在所述保護層的表面形成圖案化的掩膜層，所述掩膜層的圖案根據所述對準標記進行對準；以所述圖案化的掩膜層為掩膜，對所述保護層和半導體襯底進行刻蝕，以形成背面溝槽。

可選的，所述保護層為：氧化硅和氮化硅的疊層結構，氧化硅，氮化硅，無定形碳層，或者氧化硅、氮化硅和無定形碳的疊層結構。

可選的，所述正面溝槽的深度為0.5μm至4μm，所述背面溝槽的深度為0.5μm至4μm。

可選的，自所述半導體襯底的背面對所述半導體襯底進行刻蝕，以形成背面溝槽之前，所述的圖像傳感器的形成方法還包括：自背面對所述半導體襯底進行減薄至預設厚度。

可選的，所述預設厚度為2μm至4μm。