[發明專利]圖像傳感器以及用于形成圖像傳感器的方法

在審

• 申請號: 202011433066.1
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN113838876A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 蔡敏瑛;李正德;朱瑞霖;李靜宜;喻中一
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本揭露涉及一種包括襯底的圖像傳感器。光電探測器位于襯底中。溝槽位于襯底中且由襯底的側壁及上表面界定。第一隔離層沿著襯底的界定溝槽的側壁及上表面延伸。第一隔離層包含第一介電材料。第二隔離層位于第一隔離層之上。第二隔離層加襯于第一隔離層。第二隔離層包含第二介電材料。第三隔離層位于第二隔離層之上。第三隔離層填充溝槽且加襯于第二隔離層。第三隔離層包含第三材料。第一隔離層的第一厚度對第二隔離層的第二厚度的比率是約0.17到0.38。

技術領域

本發明實施例是涉及圖像傳感器以及用于形成圖像傳感器的方法。

背景技術

具有圖像傳感器的集成電路(integrated circuit，IC)用于各種各樣的現代電子器件(例如(舉例來說)，照相機及手機)中。近年來，互補金屬氧化物半導體(complementarymetal-oxide-semiconductor，CMOS)圖像傳感器已開始得到廣泛使用，很大程度上取代了電荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)圖像傳感器。與CCD圖像傳感器相比，CMOS圖像傳感器因功耗低、大小小、數據處理快、直接輸出數據及制造成本低而受到青睞。一些類型的CMOS圖像傳感器包括前側照明式(front-side illuminated，FSI)圖像傳感器及背側照明式(back-side illuminated，BSI)圖像傳感器。

發明內容

在一些實施例中，本揭露涉及一種包括襯底的圖像傳感器。光電探測器位于所述襯底中。溝槽位于所述襯底中。所述溝槽由所述襯底的側壁及上表面界定。第一隔離層延伸到所述溝槽中且在側向上環繞所述光電探測器。所述第一隔離層沿著襯底的界定所述溝槽的所述側壁及所述上表面延伸。所述第一隔離層包含第一介電材料。第二隔離層位于第一隔離層之上。所述第二隔離層延伸到所述溝槽中且加襯于所述第一隔離層。所述第二隔離層包含第二介電材料。第三隔離層位于所述第二隔離層之上。所述第三隔離層填充所述溝槽且加襯于所述第二隔離層。所述第三隔離層包含與所述第一介電材料及所述第二介電材料不同的第三材料。所述第一隔離層的第一厚度對所述第二隔離層的第二厚度的比率是約0.17到0.38。

在其他實施例中，本揭露涉及一種包括襯底的圖像傳感器。光電探測器位于所述襯底中且沿著所述襯底的前側。溝槽位于所述襯底中。所述溝槽由所述襯底的側壁及上表面界定。第一隔離層沿著所述襯底的背側延伸且在側向上環繞所述光電探測器。所述第一隔離層由第一介電質組成。所述第一隔離層沿著所述襯底的界定所述溝槽的所述側壁及所述上表面延伸。所述第一隔離層填充所述溝槽的第一部分。第二隔離層位于所述第一隔離層之上且在側向上環繞所述光電探測器。所述第二隔離層由與所述第一介電質不同的第二介電質組成。所述第二隔離層沿著所述溝槽延伸且位于所述第一隔離層的側壁及上表面上。所述第二隔離層填充所述溝槽的第二部分。第三隔離層位于所述第二隔離層之上且在側向上環繞所述光電探測器。所述第三隔離層由與所述第一介電質及所述第二介電質不同的第三材料組成。所述第三隔離層沿著所述溝槽延伸且位于所述第二隔離層的側壁及上表面上。所述第三隔離層填充所述溝槽的其余部分。所述第一隔離層的第一密度小于所述第二隔離層的第二密度，且所述第一密度對所述第二密度的比率是約0.35到0.37。

在又一些其他實施例中，本揭露涉及一種用于形成圖像傳感器的方法。所述方法包括沿著襯底的第一側在所述襯底中形成光電探測器。將所述襯底的與所述第一側相對的第二側圖案化以在所述襯底的所述第二側中形成溝槽。所述溝槽由所述襯底的側壁及上表面界定。所述溝槽在側向上環繞所述光電探測器。在所述溝槽中沿著所述襯底的界定所述溝槽的所述側壁及所述上表面形成第一隔離層，所述第一隔離層包含第一介電質。執行合金工藝以減小所述第一隔離層與所述襯底之間的界面處的陷阱密度。在所述溝槽中在所述第一隔離層的側壁及上表面上形成第二隔離層，所述第二隔離層包含第二介電質。在所述溝槽中在所述第二隔離層的側壁及上表面上形成第三隔離層，所述第三隔離層包含第三材料。所述第三隔離層填充所述溝槽。形成所述第一隔離層包括在第一溫度下沉積所述第一介電質，且所述第一溫度小于210攝氏度。

附圖說明