CN102916026B - 图像传感器的形成方法 - Google Patents

Abstract

一种图像传感器的形成方法，包括：半导体衬底包括：感光区以及位于感光区两侧的遮光区；在半导体衬底表面依次形成第一绝缘层、第一阻挡层、第二绝缘层和第二阻挡层，遮光区的第二绝缘层内具有遮光层；在感光区形成第一开口，第一开口底部到第一阻挡层具有预设距离，在遮光区形成第二开口，第二开口暴露出遮光层表面，并去除第一光刻胶层；之后，在第二阻挡层、以及第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成第三阻挡层；去除第一开口和第二开口底部的第三阻挡层；之后，去除第一开口底部的第二绝缘层。所形成的图像传感器性能良好。

Description

图像传感器的形成方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器的形成方法。

背景技术

随着数码技术和半导体技术的飞速发展，数码相机和数码摄像机在日常生活中的需求也日益增长。作为数码相机和数码摄像机中数码摄像头的关键部件之一，图像传感器的相关技术成为了研究热点。

图像传感器根据器件类型，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补型金属氧化物半导元件）。

现有技术的图像传感器的结构请参考图1，包括：半导体衬底100，所述半导体衬底100包括：感光区101以及位于所述感光区101两侧的遮光区102，所述感光区101的半导体衬底100内具有光电二极管（未示出）；位于所述半导体衬底100表面形成绝缘层103，所述绝缘层103的材料为氧化硅，所述遮光区102的绝缘层103内具有被所述绝缘层103包裹的遮光层104，所述遮光层104的材料为不透光材料，例如金属，且所述遮光层104靠近绝缘层103表面；位于所述感光区101的绝缘层103内的第一开口105；位于所述遮光区102的绝缘层103内的第二开口106，所述第二开口106暴露出遮光层104表面；位于所述绝缘层103、以及所述第一开口105的侧壁和底部表面的阻挡层107，所述阻挡层107的材料为透明的氮化硅；位于所述第一开口105底部的阻挡层107表面的滤色镜108、以及位于所述滤色镜108表面的微透镜109。

所述阻挡层107用于阻挡空气中的水分和杂质进入绝缘层内，避免水分和杂质使图像传感器的性能下降，甚至失效。

然而，现有技术的图像传感器中，阻挡层的隔离效果不佳，使图像传感器的性能不稳定，容易发生器件的失效。

更多图像传感器的结构请参考公开号为CN102386199A的中国专利文件。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器的形成方法，使所形成的图像传感器的性能稳定。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括：感光区以及位于所述感光区两侧的遮光区；在所述半导体衬底表面形成第一绝缘层、位于所述第一绝缘层表面的第一阻挡层、位于所述第一阻挡层表面的第二绝缘层、以及位于所述第二绝缘层表面的第二阻挡层，所述遮光区的第二绝缘层内具有被所述第二绝缘层包裹的遮光层；在所述第二阻挡层表面形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层暴露出部分感光区和遮光区的第二阻挡层表面；以所述第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层和第二绝缘层，在所述感光区形成第一开口，所述第一开口底部到所述第一阻挡层具有预设距离，在所述遮光区形成第二开口，所述第二开口暴露出所述遮光层表面；在刻蚀之后，去除所述第一光刻胶层；在去除所述第一光刻胶层之后，在所述第二阻挡层、以及第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成第三阻挡层；在所述第三阻挡层表面形成第二光刻胶层，所述第二光刻胶层的形状与第一光刻胶层相同；以所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一开口和第二开口底部的第三阻挡层，直至暴露出第二开口底部的遮光层表面、以及第一开口底部的第二绝缘层表面；在刻蚀所述第三阻挡层之后，以所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层，直至暴露出第一阻挡层为止。

可选地，所述预设距离为500埃-1000埃。

可选地，所述第一光刻胶层和第二光刻胶层采用相同的掩膜板曝光形成。

可选地，所述第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层的材料为氮化硅，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料为氧化硅。

可选地，刻蚀所述第三阻挡层的工艺为各向异性的干法刻蚀，刻蚀气体为CH₂F2和O₂的混合气体。

可选地，刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层的工艺为各向异性的干法刻蚀，刻蚀气体为C₄F₈、Ar和O₂的混合气体。

可选地，所述第一阻挡层和第三阻挡层的厚度为500埃-1500埃，所述第二阻挡层的厚度为2500埃-3500埃。

可选地，所述遮光层的材料为金属。

可选地，还包括：在刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层之后，在所述第一开口底部的第一阻挡层表面形成滤色镜、以及位于所述滤色镜表面的微透镜。

可选地，还包括：所述感光区的半导体衬底内具有光电二极管。

可选地，相邻光电二极管之间由隔离结构相互隔离。

可选地，还包括：位于遮光区的第一绝缘层内的电互连结构，所述电互连结构通过导电插塞与所述遮光层电互连。

可选地，所述电互连结构包括重叠设置的导电层、以及连接相邻导电层的导电插塞。

可选地，所述电互连结构的材料为金属。

可选地，形成第一开口和第二开口的工艺为各向异性的干法刻蚀。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

当刻蚀形成第一开口时，在所述第一开口底部保留部分第二绝缘层，使所形成的第三阻挡层覆盖所述第一开口底部的第二绝缘层表面；在后续刻蚀第一开口和第二开口底部的第三阻挡层时，剩余的第二绝缘层能够保护位于第一开口底部的第一阻挡层，避免所述第一阻挡层被减薄，从而使所述第一阻挡层隔离空气中水分和杂质的能力较好，因此，所形成的器件性能稳定。

进一步的，所述第一光刻胶层用于作为刻蚀第一开口和第二开口时的掩膜，而第二光刻胶层用于作为刻蚀第一开口和第二开口底部表面的第三阻挡层时的掩膜；由于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层的形状相同，因此，仅需采用相同的掩膜板即能曝光形成，从而能够节约成本，简化工艺。

进一步的，由于所述第一阻挡层和第三阻挡层的材料为氮化硅，而所述第二绝缘层的材料为氧化硅；当刻蚀所述第一开口和第三开口底部表面的第三阻挡层时，所述第三阻挡层相对于所述第二绝缘层具有刻蚀选择比，刻蚀所述第一开口底部的第三阻挡层的工艺停止于所述第二绝缘层表面，同时第二开口底部表面的第三阻挡层能够完全被去除；而后续刻蚀所述第一开口底部表面的第二绝缘层时，由于所述第二绝缘层相对于第一阻挡层具有刻蚀选择比，因此，在去除所述第二绝缘层时，不会减薄所述第一阻挡层，第一阻挡层的厚度足够隔离空气中的水分和杂质，使所形成的器件性能稳定。

附图说明

图1是现有技术的图像传感器的结构；

图2至图6是现有技术形成图像传感器的过程的剖面结构示意图；

图7至图15是本发明实施例的图像传感器的形成过程的剖面结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有技术的图像传感器中，阻挡层的隔离效果不佳，使图像传感器的性能不稳定，容易发生器件的失效。

本发明的发明人经过研究发现，由于现有技术需要形成第一光刻胶层，以作为掩膜刻蚀形成第一开口105（如图1所示）和第二开口106（如图1所示），再形成第二光刻胶层，以作为掩膜刻蚀形成阻挡层107（如图1所示），而所述第一光刻胶层和第二光刻胶层需要不同的掩膜板形成，因此，现有形成图像传感器的方法成本过高。本发明的发明人为了节约成本，采用相同的掩膜板曝光形成第一光刻胶层和第二光刻胶层，并进行刻蚀工艺。具体的，请参考图2至图6，包括：

请参考图2，提供半导体衬底200，所述半导体衬底200包括：感光区201以及位于所述感光区201两侧的遮光区202，所述感光区201的半导体衬底200内具有光电二极管（未示出），且所述半导体衬底200表面具有第一绝缘层203、位于所述第一绝缘层203表面的第一阻挡层204、位于所述第一阻挡层204表面的第二绝缘层205、以及位于所述第二绝缘层205表面形成第二阻挡层206，所述遮光区202的第二绝缘层205内具有被所述第二绝缘层205包裹的遮光层207。

其中，所述第一阻挡层204和第二阻挡层206的材料为透明的氮化硅，第一绝缘层203和第二绝缘层205的材料为氧化硅。

请参考图3，在所述第二阻挡层206表面形成第一光刻胶层208，所述第一光刻胶层208暴露出部分感光区201和遮光区202的第二阻挡层206表面。

请参考图4，以所述第一光刻胶层208为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层206和第二绝缘层205，在所述感光区201形成第一开口209，所述第一开口209底部暴露出第一阻挡层204，在所述遮光区202形成第二开口210，所述第二开口210暴露出所述遮光层207表面。

请参考图5，在刻蚀之后，去除所述第一光刻胶层208（如图4所示），并在所述第二阻挡层206、以及第一开口209和第二开口210的侧壁和底部表面形成第三阻挡层211，所述第三阻挡层211的材料为透明的氮化硅；在所述第三阻挡层211表面形成第二光刻胶层212，所述第二光刻胶层212的形状与第一光刻胶层208相同。

需要说明的是，曝光形成所述第二光刻胶层212时所采用的掩膜板与曝光形成第一光刻胶层208时的掩膜板相同。

请参考图6，以所述第二光刻胶层212为掩膜，刻蚀所述第一开口209和第二开口210底部的第三阻挡层211，直至暴露出第二开口210底部的遮光层207表面、以及第一开口209底部的第一阻挡层204。

需要说明的是，在刻蚀所述第三阻挡层211之后，在所述第一开口209底部的第一阻挡层204表面形成滤色镜（未示出）、以及位于所述滤色镜表面的微透镜（未示出）。

然而，本发明的发明人发现，以上述方法所形成的图像传感器中，第一阻挡层的厚度过薄，从而造成隔离空气中水分和杂质的能力较弱，使图像传感器的性能不佳。

本发明的发明人经过研究发现，由于所形成的图像传感器需要暴露出第二开口底部的遮光层表面，以便于在完成器件制造工艺后进行器件测试，以及在器件封装时作为电连接之用；因此，为了充分去除第二开口底部表面的第三阻挡层，避免在遮光层表面造成残留而影响器件性能，在刻蚀所述第三阻挡层时，会进行一定的过刻蚀（Over Etch），从而使第二开口底部的第三阻挡层完全被去除；然而，所述过刻蚀同时会造成第一开口底部的第一阻挡层被过分减薄，从而影响第一阻挡层对空气中的水分和杂质的隔离效果，因此容易造成器件性能不稳定。

本发明的发明人经过进一步研究，在刻蚀形成第一开口和第二开口时，控制所述刻蚀工艺，以在所述第一开口底部保留部分第二绝缘层覆盖所述第一阻挡层；由于所述第二绝缘层与后续形成的第三阻挡层的材料不同，因此在刻蚀工艺中，所述第二绝缘层相对于所述第三阻挡层具有刻蚀选择比；从而所述第一开口底部剩余的第二绝缘层在后续刻蚀第一开口和第二开口底部的第三阻挡层时，能够作为第一阻挡层的保护层，在完全去除第二开口底部的第三阻挡层，并进行一定的过刻蚀时，保护所述第一开口底部的第一阻挡层不被减薄；因此，在刻蚀第三阻挡层，并去除第一开口底部的第二绝缘层后，所暴露出的第一阻挡层的厚度标准，能够隔离空气中的水分和杂质，使所形成的图像传感器的性能较好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。图7至图15是本发明实施例的图像传感器的形成过程的剖面结构示意图。

请参考图7，提供半导体衬底300，所述半导体衬底300包括：感光区I以及位于所述感光区I两侧的遮光区II。

所述半导体衬底300用于为后续工艺提供工作平台，所述半导体衬底300的材料为硅、硅锗、碳化硅、绝缘体上硅或III-V族化合物（例如氮化硅或砷化镓等）。

所述感光区I的半导体衬底300及其表面后续形成的半导体器件用于收集入射光，并将所述入射光进行光电转换；所述半导体衬底300的遮光区II上方在后续工艺中形成遮光层，所述遮光层能够遮挡进入遮光区II的入射光，从而使入射光集中进入感光区，同时避免了入射光在感光区I以外的区域发生反射、衍射或干涉等问题而影响光电转换的效果。

所述半导体衬底300的感光区I内设置有若干水平排布的光电二极管（未示出），相邻光电二极管之间由隔离结构相互隔离；所述光电二极管用于将透过后续形成的滤色镜和微透镜的光线进行光电转换变为电信号，并将所述电信号传输给处理电路进行图像处理；此外，所述半导体衬底300的遮光区II，靠近感光区I的区域也能够设置光电二极管，从而保证当入射光在感光区I发生衍射时，遮光区II靠近感光区I的半导体衬底300内也能够进行光电转换，避免了所形成的图像传感器所接收到的图像失真。

请参考图8，在所述半导体衬底300表面形成第一绝缘层301、位于所述第一绝缘层301表面的第一阻挡层302、位于所述第一阻挡层302表面的第二绝缘层303、以及位于所述第二绝缘层303表面形成第二阻挡层304，所述遮光区II的第二绝缘层303内具有被所述第二绝缘303层包裹的遮光层305。

所述第一绝缘层301和第二绝缘层303的材料为氧化硅，所述氧化硅为透明材料，因此不会影响入射光照射到半导体衬底；所述第一阻挡层302和第二阻挡层304的材料为透明的氮化硅，用于防止空气中的水分和杂质进入所形成的图像传感器而造成性能不良，而且透明的氮化硅不会阻挡入射光的穿透。

所述第一阻挡层302的厚度为500埃-1500埃，所述第二阻挡层304的厚度为2500埃-3500埃，所述第二绝缘层303的厚度为1000纳米-1200纳米；所述第一绝缘层301、第一阻挡层302、第二绝缘层303和第二阻挡层304的形成工艺为沉积工艺，较佳的是化学气相沉积工艺。

所述遮光层305用于阻挡入射光进入遮光区II内，能够使入射光集中入射至感光区I的光电二极管，因此所述遮光层305采用不透光材料，包括：金属或多晶硅，较佳的采用金属材料，所述金属包括铜、钨或铝。

需要说明的是，所述遮光区II的第一绝缘层301内设置有电互连结构（未示出），且所述电互连结构通过导电插塞与遮光层305电连接；由于所述遮光层305能够阻挡入射光进入第二绝缘层303和第一绝缘层301内，因此入射光不会在所述电互连结构处发生反射或衍射，从而不会对光电二极管收集入射光造成影响；所述电互连结构包括重叠设置的导电层、以及连接相邻导电层的导电插塞；所述电互连结构用于电连接形成于半导体衬底300表面的各半导体器件，对所形成的半导体器件进行性能测试，或在封装所形成的半导体器件时，用于与封装结构电连接；将所述电互连结构形成于所述遮光区II的第一绝缘层301内，能够有效地利用空间，从而减小集成电路的尺寸。

所述电互连结构的材料为金属，包括：铜、钨或铝；所述电互连结构的形成方法为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述；由于所述电互连结构除了用于电连接各半导体器件外，还需用于电连接后续的封装结构，或用于对所形成的半导体器件进行测试，因此所述电互连结构需要能够与后续所形成的半导体器件的外部电连接；当所述遮光层305的材料为金属时，所述遮光层能够导电，而所述电互连结构通过导电插塞与遮光层305电连接后，并在后续工艺中，形成暴露出所述遮光层305的开口，即能够使所述电互连结构与所形成的图像传感器的外部电连接；所述遮光层305在阻止入射光进入遮光区II的同时，还能够用于形成于半导体衬底300表面的半导体器件的电互连，从而充分利用剩余空间，能够减小所形成的集成电路的尺寸；因此，在后续工艺中，在遮光区II需要形成暴露出所述遮光层305表面的开口。

请参考图9，在所述第二阻挡层304表面形成第一光刻胶层306，所述第一光刻胶层306暴露出部分感光区I和遮光区II的第二阻挡层304表面。

所述感光区I在后续工艺中需要形成第一开口，所述第一开口的底部表面在后续工艺用于形成滤色镜和微透镜，用于集中吸收入射光；所述遮光区II的遮光层305表面在后续工艺中需要形成第二开口，使所述遮光层305能够与所形成的图像传感器的外部电连接；因此，所述第一开口和第二开口能够同时形成，从而节省工艺步骤。

所述第一光刻胶层306暴露出后续需要形成第一开口和第二开口的对应位置，所述第一光刻胶层306的形成工艺为：在所述第二阻挡层304表面通过旋涂工艺形成光刻胶薄膜，并进行热处理；采用掩膜板，对所述光刻胶薄膜进行曝光图形化，形成所述光刻胶层306，并再次热处理；其中，所述曝光过程中所采用的掩膜板用于在后续工艺中形成第二光刻胶层，能够节约成本。

请参考图10，以所述第一光刻胶层306为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层304和第二绝缘层303，在所述感光区I形成第一开口307，所述第一开口307底部到所述第一阻挡层302具有预设距离，在所述遮光区II形成第二开口308，所述第二开口308暴露出所述遮光层305表面。

所述刻蚀工艺为各向异性的干法刻蚀，能够形成侧壁与第二阻挡层304表面垂直的第一开口307和第二开口308；刻蚀第二阻挡层304时的气体为CH₂F₂和O₂的混合气体，刻蚀第二绝缘层303时的气体为C₄F₈、Ar和O₂的混合气体，刻蚀腔室的压力为2mTorr~200mTorr。

所述预设距离的范围为500埃-1000埃，即在刻蚀形成所述第一开口307时，在所述第一阻挡层302表面剩余厚度为500埃-1000埃的第二绝缘层303，所剩余的第二绝缘层303能够在后续形成第三阻挡层，并刻蚀去除所述第一开口307底部的第三阻挡层时，保护所述第一阻挡层302不会被过分减薄，从而保证了所述第一阻挡层隔离空气中水分和杂质的效果。

由于所述第二开口308的底部暴露出遮光层305，而所述遮光层305的材料为金属，所述第二绝缘层303的材料为氧化硅，而所述刻蚀工艺的刻蚀气体对于遮光层305和第二绝缘层303具有刻蚀速率选择性，当刻蚀至所述遮光层时即刻蚀停止；同时，通过控制所述刻蚀的时间，使刻蚀所述第一开口307的工艺停止于距离所述第一阻挡层302上方预设距离的位置，从而保留部分第二绝缘层303覆盖所述第一阻挡层302作为保护。

所述第一开口307的底部表面在后续工艺中用于形成滤色镜和微透镜，所述滤色镜和微透镜用于接收并处理入射光，并将所收到的入射光传递予半导体衬底300内的光电二极管；将所述滤色镜和微透镜形成于第一开口307内，从而使设置于第一开口307两侧的第二绝缘层303内遮光层305的遮光效果更好，难以产生漏光现象，有利于入射光集中到感光区I，并射向光电二极管，使所形成的图像传感器的性能更良。

请参考图11，在刻蚀之后，去除所述第一光刻胶层306（如图9所示）；在去除所述第一光刻胶层306之后，在所述第二阻挡层304表面、以及第一开口307和第二开口308的侧壁和底部表面形成第三阻挡层309。

所述去除第一光刻胶层306的工艺为本领域技术人员所熟知，在此不作赘述。

所述第三阻挡层309的材料为透明的氮化硅，厚度为500埃-1500埃，所述形成工艺为沉积工艺，较佳的是化学气相沉积工艺；所述第三阻挡层309在后续工艺中用于形成位于第一开口307和第二开口308侧壁表面的阻挡层，用以隔离空气中的水分和杂质进入所形成的图像传感器。

请参考图12，在所述第三阻挡层309表面形成第二光刻胶层310，所述第二光刻胶层310的形状与第一光刻胶层306（如图9所示）相同。

所述第二光刻胶层310的形成方法与第一光刻胶层306的形成方法相同，在此不再赘述；而且，所述第二光刻胶层310所暴露出的位置为第一开口307和第二开口308的对应位置，与第一光刻胶层306相同，因此用以曝光形成第一光刻胶层306的掩膜板也能够用以曝光形成所述第二光刻胶层310，从而能够节省成本。

请参考图13，以所述第二光刻胶层310为掩膜，刻蚀所述第一开口307和第二开口308底部的第三阻挡层309，直至暴露出第二开口308底部的遮光层305表面、以及第一开口307底部的第二绝缘层303表面。

所述刻蚀第三阻挡层309阻挡层的工艺为各向异性的干法刻蚀，刻蚀气体为CH₂F₂和O₂的混合气体；在所述各向异性的干法刻蚀工艺中，刻蚀气体垂直轰击于第一开口307和第二开口308的底部表面，因此能够去除所述第一开口307和第二开口308底部表面的第三阻挡层309；而位于所述第一开口307和第二开口308侧壁表面的第三阻挡层309平行于刻蚀气体轰击的方向，从而难以在各向异性的干法刻蚀工艺中被去除，能够保留与第一开口307和第二开口308的侧壁表面，用于阻挡水分和杂质。

在所述各向异性的干法刻蚀工艺中，由于所述第一开口307的底部为剩余的第二绝缘层303，而所述刻蚀工艺的刻蚀气体对于第三阻挡层309的材料和第二绝缘层303的材料具有选择性，在完全去除第一开口307底部表面的第三阻挡层309时，对第二绝缘层303的损伤较小，使所剩余的第二绝缘层303起到了保护第一阻挡层302的作用。

而且，由于所述第二开口308的底部需要完全暴露遮光层305，因此在刻蚀去除第二开口308底部表面的第三阻挡层309时，需要进行一定的过刻蚀，以完全去除遮光层305表面的第三阻挡层309；同时，所述刻蚀气体对于第三阻挡层309的材料和遮光层305的材料具有刻蚀选择性，在过刻蚀的过程中，不会减薄所述遮光层305；而且，由于第一开口307底部具有第二绝缘层303的保护，在所述过刻蚀的过程中，位于所述第一开口307底部的第一阻挡层302也不会被减薄，因此所述第一阻挡层302对所形成的图像传感器的保护效果更佳，所述图像传感器的性能更稳定。

请参考图14，在刻蚀所述第三阻挡层309之后，以所述第二光刻胶层310为掩膜，刻蚀所述第一开口307底部的第二绝缘层303，直至暴露出第一阻挡层302为止。

所述刻蚀工艺为各向异性的干法刻蚀工艺，刻蚀气体为C₄F₈、Ar和O₂的混合气体，能够在去除第二绝缘层303的同时，不损伤第一阻挡层302和第三阻挡层309。从而，所述第一开口307底部由第一阻挡层302覆盖，侧壁由第三阻挡层309覆盖，所述第二开口308侧壁由第三阻挡层309覆盖，而其余第二绝缘层303表面由第二阻挡层304覆盖，使所形成的图像传感器能够隔离空气中的水分和杂质，从而使性能更为稳定。

需要说明的是，由于刻蚀后覆盖于第一阻挡层302表面的第二绝缘层303的厚度为500埃-1000埃，厚度极薄，因此在去除所述第二绝缘层303后，位于所述第一开口307侧壁的第三阻挡层309、与所述第一开口307底部的第一阻挡层302之间的第二绝缘层303厚度极薄，不会过多造成空气中的水分和杂质进入器件。

请参考图15，在刻蚀所述第一开口307底部的第二绝缘层303之后，在所述第一开口307底部的第一阻挡层302表面形成滤色镜311、以及位于所述滤色镜311表面的微透镜312。

需要说明的是，当刻蚀完所述第一开口307底部的第二绝缘层303后，去除所述第二光刻胶层310，再于所述第一开口307底部的第一阻挡层302表面形成滤色镜311和微透镜312。

所述微透镜312用于集中入射光，所述滤色镜311用于使指定波长的入射光通过滤色镜311；入射光由所述微透镜312和滤色镜311进入第一阻挡层302和第一绝缘层301，并射入位于半导体衬底300内的光电二极管，所述光电二极管能够将入射光转化为电信号并传输给处理电路进行图像处理。

本实施例中，当刻蚀形成第一开口307和第二开口308时，通过控制刻蚀时间，在所述第一开口307底部保留部分第二绝缘层303；所保留的第二绝缘层303能够在后续工艺中，在刻蚀去除第一开口307底部的第三阻挡层309时，保护所述第一阻挡层302不被减薄，从而使所述第一阻挡层隔离空气中的水分和杂质的能力较好，使所形成的图像传感器的性能稳定。

综上所述，当刻蚀形成第一开口时，在所述第一开口底部保留部分第二绝缘层，使所形成的第三阻挡层覆盖所述第一开口底部的第二绝缘层表面；在后续刻蚀第一开口和第二开口底部的第三阻挡层时，剩余的第二绝缘层能够保护位于第一开口底部的第一阻挡层，避免所述第一阻挡层被减薄，从而使所述第一阻挡层隔离空气中水分和杂质的能力较好，因此，所形成的器件性能稳定。

进一步的，所述第一光刻胶层用于作为刻蚀第一开口和第二开口时的掩膜，而第二光刻胶层用于作为刻蚀第一开口和第二开口底部表面的第三阻挡层时的掩膜；由于所述第一光刻胶层和第二光刻胶层的形状相同，因此，仅需采用相同的掩膜板即能曝光形成，从而能够节约成本，简化工艺。

进一步的，由于所述第一阻挡层和第三阻挡层的材料为氮化硅，而所述第二绝缘层的材料为氧化硅；当刻蚀所述第一开口和第三开口底部表面的第三阻挡层时，所述第三阻挡层相对于所述第二绝缘层具有刻蚀选择比，刻蚀所述第一开口底部的第三阻挡层的工艺停止于所述第二绝缘层表面，同时第二开口底部表面的第三阻挡层能够完全被去除；而后续刻蚀所述第一开口底部表面的第二绝缘层时，由于所述第二绝缘层相对于第一阻挡层具有刻蚀选择比，因此，在去除所述第二绝缘层时，不会减薄所述第一阻挡层，第一阻挡层的厚度足够隔离空气中的水分和杂质，使所形成的器件性能稳定。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括：感光区以及位于所述感光区两侧的遮光区；

在所述半导体衬底表面形成第一绝缘层、位于所述第一绝缘层表面的第一阻挡层、位于所述第一阻挡层表面的第二绝缘层、以及位于所述第二绝缘层表面的第二阻挡层，所述遮光区的第二绝缘层内具有被所述第二绝缘层包裹的遮光层；

在所述第二阻挡层表面形成第一光刻胶层，所述第一光刻胶层暴露出部分感光区和遮光区的第二阻挡层表面；

以所述第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二阻挡层和第二绝缘层，在所述感光区形成第一开口，所述第一开口底部到所述第一阻挡层具有预设距离，在所述遮光区形成第二开口，保留部分第二绝缘层覆盖所述第一阻挡层，所保留的第二绝缘层能够在后续刻蚀去除第一开口底部的第三阻挡层时，保护所述第一阻挡层不被减薄，所述第二开口暴露出所述遮光层表面；

在刻蚀之后，去除所述第一光刻胶层；

在去除所述第一光刻胶层之后，在所述第二阻挡层、以及第一开口和第二开口的侧壁和底部表面形成第三阻挡层；

在所述第三阻挡层表面形成第二光刻胶层，所述第二光刻胶层的形状与第一光刻胶层相同；

以所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一开口和第二开口底部的第三阻挡层，直至暴露出第二开口底部的遮光层表面、以及第一开口底部的第二绝缘层表面；

在刻蚀所述第三阻挡层之后，以所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层，直至暴露出第一阻挡层为止。

2.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述预设距离为500埃-1000埃。

3.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一光刻胶层和第二光刻胶层采用相同的掩膜板曝光形成。

4.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层、第二阻挡层和第三阻挡层的材料为氮化硅，所述第一绝缘层和第二绝缘层的材料为氧化硅。

5.如权利要求4所述图像传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第三阻挡层的工艺为各向异性的干法刻蚀，刻蚀气体为CH₂F₂和O₂的混合气体。

6.如权利要求4所述图像传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层的工艺为各向异性的干法刻蚀，刻蚀气体为C₄F₈、Ar和O₂的混合气体。

7.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第一阻挡层和第三阻挡层的厚度为500埃-1500埃，所述第二阻挡层的厚度为2500埃-3500埃。

8.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述遮光层的材料为金属。

9.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：在刻蚀所述第一开口底部的第二绝缘层之后，在所述第一开口底部的第一阻挡层表面形成滤色镜、以及位于所述滤色镜表面的微透镜。

10.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：所述感光区的半导体衬底内具有光电二极管。

11.如权利要求10所述图像传感器的形成方法，其特征在于，相邻光电二极管之间由隔离结构相互隔离。

12.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：位于遮光区的第一绝缘层内的电互连结构，所述电互连结构通过导电插塞与所述遮光层电互连。

13.如权利要求12所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述电互连结构包括重叠设置的导电层、以及连接相邻导电层的导电插塞。

14.如权利要求12所述图像传感器的形成方法，其特征在于，所述电互连结构的材料为金属。

15.如权利要求1所述图像传感器的形成方法，其特征在于，形成第一开口和第二开口的工艺为各向异性的干法刻蚀。