[發明專利]BSI圖像傳感器及其制作方法

在審

• 申請號: 201911183916.4
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110854149A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 高杏;董雅娟
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種BSI圖像傳感器及其制作方法，所述BSI圖像傳感器的制作方法用于在像素之間的隔離阱中形成復合隔離層，首先利用濕法蝕刻去除隔離阱內的自然氧化層，再利用低溫等離子體氧化工藝形成基底氧化層并在所述基底氧化層上形成金屬氧化層以填充所述隔離阱。由于利用低溫等離子體氧化工藝形成的基底氧化層相較于自然氧化層更為致密，有助于后續金屬氧化層的沉積，從而可以起到較佳的隔離效果，提高BSI圖像傳感器的光學性能。本發明提供的BSI圖像傳感器包括在像素之間的隔離阱中形成的復合隔離層，復合隔離層中的基底氧化層采用低溫等離子體氧化形成，結構更為致密，使得隔離效果更佳。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種BSI圖像傳感器及其制作方法。

背景技術

背照式(Back Side Illumination，BSI)圖像傳感器的光學電性參數如白色像素點計數(White Pixel Count，WPC)是評估BSI產品質量的重要項目，通常，在BSI產品的后段工藝中，需要在像素之間形成隔離阱，并在隔離阱中生長絕緣體進行隔離。

由于硅襯底上自然生成的氧化層結構疏松，且厚度薄，不利于絕緣體的沉積，因此，在隔離阱中生長絕緣體時，需要先將自然氧化層去除，并重新生長高質量的氧化層。并且，由于經過BSI產品的前段工藝，在襯底上形成有鋁金屬(作為互連金屬)，故后段工藝應避免采用高溫。

但是，采用目前的低溫工藝生成的隔離結構，其隔離效果并不能滿足BSI圖像傳感器的光學性能要求。

發明內容

本發明提供一種BSI圖像傳感器的制作方法，用于在像素之間的隔離阱中形成復合隔離層，不需要高溫工藝，并且所述復合隔離層的質量較高，有助于隔離不同顏色的光譜，進而提高BSI圖像傳感器的性能。另外，本發明還提供一種BSI圖像傳感器。

根據本發明的一方面，提供一種BSI圖像傳感器的制作方法，用于在像素之間的隔離阱中形成復合隔離層，所述制作方法包括：

利用濕法蝕刻去除所述隔離阱內的自然氧化層；

利用低溫等離子體氧化工藝形成基底氧化層，所述基底氧化層覆蓋在所述隔離阱內表面；以及

在所述基底氧化層上形成金屬氧化層，以填充所述隔離阱。

可選的，在所述低溫等離子體氧化工藝中，工藝氣體包括氧氣和輔助氣體，所述輔助氣體的分子直徑較氧氣分子的直徑小。

可選的，所述輔助氣體為氦氣或氬氣。

可選的，所述低溫等離子體氧化工藝的反應溫度為30℃～50℃。

可選的，所述基底氧化層的厚度為

可選的，所述金屬氧化層包括依次形成在所述基底氧化層上的第一金屬氧化層和第二金屬氧化層，所述第一金屬氧化層的材料包括氧化鋁，所述第二金屬氧化層的材料包括氧化鉭。

可選的，所述第一金屬氧化層的厚度為所述第二金屬氧化層的厚度為

可選的，所述BSI圖像傳感器的制作方法還包括：在所述金屬氧化層上形成頂氧化層，所述復合隔離層包括所述基底氧化層、所述金屬氧化層以及所述頂氧化層。

可選的，所述頂氧化層和所述基底氧化層的材料均為氧化硅。

根據本發明的另一方面，提供一種BSI圖像傳感器，所述BSI圖像傳感器包括在像素之間的隔離阱中形成的復合隔離層，所述復合隔離層包括基底氧化層和金屬氧化層，所述基底氧化層利用低溫等離子體氧化工藝形成且覆蓋在所述隔離阱內表面，所述金屬氧化層覆蓋所述基底氧化層且填充所述隔離阱。