[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

有效

• 申請號: 201810505092.7
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108807437B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 何延強;林宗德;黃仁德;李曉明;何玉坤
• 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: 北京市一法律師事務所 11654
• 代理人: 劉榮娟

本發明技術方案公開了一種圖像傳感器及其形成方法。所述圖像傳感器包括：半導體襯底，所述半導體襯底分為第一區域和第二區域，所述第一區域和第二區域的半導體襯底內分別形成有光電器件，所述第一區域的光電器件吸收的光的波長大于所述第二區域的光電器件吸收的光的波長；所述半導體襯底的表面為臺階狀表面，所述第一區域的半導體襯底表面高于所述第二區域的半導體襯底表面；淺溝槽隔離結構，形成在所述半導體襯底內、且位于所述光電器件之間。本發明技術方案提高了圖像傳感器的量子轉換效率。

技術領域

本發明涉及半導體器件的制造領域，尤其涉及圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

圖像傳感器是一種將光信號轉化為電信號的半導體器件。圖像傳感器分為互補金屬氧化物(CMOS)圖像傳感器和電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。CMOS圖像傳感器具有工藝簡單、易于其它器件集成、體積小、重量輕、功耗小和成本低等優點。因此，隨著圖像傳感技術的發展，CMOS圖像傳感器越來越多地取代CCD圖像傳感器應用于各類電子產品中。目前，CMOS圖像傳感器已經廣泛應用于靜態數碼相機、數碼攝像機、醫療用攝像裝置和車用攝像裝置等。

CMOS圖像傳感器包括前照式(FSI)圖像傳感器和背照式(BSI)圖像傳感器。在背照式圖像傳感器中，光從圖像傳感器的背面入射到圖像傳感器中的感光二極管上，從而將光能轉化為電能。

量子轉換效率(QE，Quantum Efficiency)是影響圖像傳感器性能的重要指標之一，現有的背照式圖像傳感器的量子轉換效率仍有待提高。

發明內容

本發明技術方案要解決的技術問題是現有的背照式圖像傳感器的量子轉換效率有待提高。

為解決上述技術問題，本發明技術方案提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底分為第一區域和第二區域，所述第一區域和第二區域的半導體襯底內分別形成有光電器件，所述第一區域的光電器件吸收的光的波長大于所述第二區域的光電器件吸收的光的波長；刻蝕所述半導體襯底形成臺階狀表面，所述第一區域的半導體襯底表面高于所述第二區域的半導體襯底表面；在所述臺階狀表面上形成介質層；在所述介質層上形成平坦化層，所述平坦化層與所述第一區域的半導體襯底上的介質層齊平；在所述平坦化層和第一區域的半導體襯底上的介質層上形成底部抗反射涂層；依次刻蝕所述平坦化層、介質層和半導體襯底，在所述平坦化層、介質層和半導體襯底內形成淺溝槽；在所述半導體襯底內的淺溝槽側壁和底部形成氧化層；在所述淺溝槽內填滿絕緣介質；去除所述平坦化層和部分絕緣介質。

可選的，所述第二區域分為第一第二區域和第二第二區域，所述第一第二區域的光電器件吸收的光的波長大于所述第二第二區域的光電器件吸收的光的波長；所述臺階狀表面從高至低依次包括第一區域的半導體襯底表面、第一第二區域的半導體襯底表面和第二第二區域的半導體襯底表面。

可選的，所述介質層的材料為氮化硅。

可選的，在形成所述介質層之前，還包括：在所述臺階狀表面形成襯墊氧化層。

可選的，所述臺階狀表面的高度差為0.1μm～0.4μm。

可選的，所述臺階狀表面的斜面與底面的夾角為30°～60°。

可選的，所述平坦化層的材料為旋涂玻璃或正硅酸乙酯，或者，所述平坦化層為旋涂玻璃和正硅酸乙酯的疊層。

可選的，在形成底部抗反射涂層之前，還包括：在所述平坦化層和第一區域的半導體襯底上的介質層表面形成硬掩膜層。

可選的，去除所述平坦化層和部分絕緣介質后，還包括：去除所述介質層；在所述半導體襯底上及所述半導體襯底內形成器件結構；在所述器件結構上形成層間介質層，在所述層間介質層內形成導電結構。

可選的，采用退火工藝去除所述介質層。