CN105895514A - 图像传感器芯片的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像传感器芯片的形成方法,包括:提供半导体衬底,定义像素区域和非像素区域;于像素区域的所述半导体衬底中形成第一深沟槽;通过所述第一深沟槽进行P型离子注入,于所述第一深沟槽下方的半导体衬底中形成第一P型掺杂区域,作为像素单元之间的隔离。本发明的图像传感器芯片的形成方法,通过深沟槽进行P型离子注入,于深沟槽下方的半导体衬底中形成P型掺杂区域,大大提高了P型掺杂区域的实际注入深度,适于隔离较深的感光区域。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域,尤其涉及一种图像传感器芯片的形成方法。
背景技术
通常,在图像传感器芯片中,像素单元的感光区域(PD)之间由P型掺杂区域进行隔离,因此,感光区域的设置深度往往取决于P型掺杂区域的深度,而P型掺杂区域的深度受限于P型离子注入的能量大小。对于一些要求感光区域位置较深的应用,例如大尺寸监控设备,如何在注入能量一定的前提下,提高P型掺杂区域的深度,是目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像传感器芯片的形成方法,提高P型掺杂区域的深度,适于隔离位置较深的感光区域。
基于以上考虑,本发明提供一种图像传感器芯片的形成方法,包括:提供半导体衬底,定义像素区域和非像素区域;于像素区域的所述半导体衬底中形成第一深沟槽;通过所述第一深沟槽进行P型离子注入,于所述第一深沟槽下方的半导体衬底中形成第一P型掺杂区域,作为像素单元之间的隔离。
优选地,所述第一深沟槽的深度大于1.0μm。
优选地,由所述第一深沟槽底部起算,所述第一P型掺杂区域的深度大于0.5μm。
优选地,形成第一深沟槽的步骤包括:于所述半导体衬底上形成硬掩膜;刻蚀所述硬掩膜形成沟槽,所述沟槽暴露出所述半导体衬底表面;刻蚀所述半导体衬底形成第一深沟槽。
优选地,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:于所述第一深沟槽中填充氧化物和导电材料,所述导电材料接负压。
优选地,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:对所述第一深沟槽周围的半导体衬底进行P型离子注入。
优选地,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:于所述第一深沟槽中填充氧化物,对所述第一深沟槽周围的半导体衬底进行P型离子注入。
优选地,提供半导体衬底的步骤包括:提供N型衬底,于像素区域的所述N型衬底上形成P型隔离区,于所述P型隔离区上以及非像素区域的所述N型衬底上形成N型外延层,所述第一P型掺杂区域形成于所述N型外延层中且与所述P型隔离区电接触。
优选地,所述N型衬底接正压。
优选地,提供半导体衬底的步骤包括:提供P型衬底,于所述P型衬底上形成N型外延层,所述第一P型掺杂区域形成于所述N型外延层中且与所述P型衬底电接触。
优选地,于非像素区域的所述N型外延层中形成第二深沟槽,通过所述第二深沟槽进行P型离子注入,于所述第二深沟槽周围及下方的N型外延层中形成第二P型掺杂区域,所述第二P型掺杂区域与所述P型衬底电接触并且接地。
本发明的图像传感器芯片的形成方法,通过深沟槽进行P型离子注入,于深沟槽下方的半导体衬底中形成P型掺杂区域,大大提高了P型掺杂区域的实际注入深度,适于隔离较深的感光区域。
附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明的图像传感器芯片的形成方法的流程图;
图2-图6为根据本发明实施例一的图像传感器芯片的形成方法的过程示意图;
图7-图12为根据本发明实施例二的图像传感器芯片的形成方法的过程示意图。
在图中,贯穿不同的示图,相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。
具体实施方式
为解决上述现有技术中的问题,本发明提供一种图像传感器芯片的形成方法,通过深沟槽进行P型离子注入,于深沟槽下方的半导体衬底中形成P型掺杂区域,大大提高了P型掺杂区域的实际注入深度,适于隔离较深的感光区域。
在以下优选的实施例的具体描述中,将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解,在不偏离本发明的范围的前提下,可以利用其他实施例,也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此,以下的具体描述并非限制性的,且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
如图1所示,本发明的图像传感器芯片的形成方法包括:提供半导体衬底,定义像素区域和非像素区域;于像素区域的所述半导体衬底中形成第一深沟槽;通过所述第一深沟槽进行P型离子注入,于所述第一深沟槽下方的半导体衬底中形成第一P型掺杂区域,作为像素单元之间的隔离。
以下结合具体实施例对本发明进一步阐述。
实施例一
图2-图6为根据本发明实施例一的图像传感器芯片的形成方法的过程示意图。
如图2所示,提供半导体衬底100,定义像素区域和非像素区域,在此示出的像素区域和非像素区域由点划线隔开。具体地,提供半导体衬底100的步骤包括:提供N型衬底101,于像素区域的N型衬底101上形成P型隔离区102,于P型隔离区102上以及非像素区域的N型衬底101上形成N型外延层103。
如图3-图5所示,于像素区域的半导体衬底100中形成第一深沟槽106。实际情况下像素区域的范围较大,其中可能形成多个第一深沟槽106,图中仅示出像素区域的部分范围,在此范围内示出两个第一深沟槽106的形成过程作为示意。具体地,形成第一深沟槽106的步骤包括:于半导体衬底100上形成硬掩膜104;刻蚀硬掩膜104形成沟槽105,沟槽105暴露出半导体衬底100的表面;刻蚀半导体衬底100形成第一深沟槽106。
如图6所示,通过第一深沟槽106进行P型离子注入,于第一深沟槽106下方的半导体衬底100中形成第一P型掺杂区域107,作为像素单元之间的隔离。具体地,第一P型掺杂区域107形成于N型外延层103中且与P型隔离区102电接触。
优选地,第一深沟槽106的深度D1大于1.0μm;由第一深沟槽106底部起算,第一P型掺杂区域107的深度D2大于0.5μm。于是,由半导体衬底100表面起算,第一P型掺杂区域107的实际注入深度被大大提高(大于1.5μm),因而适于隔离较深的感光区域。
根据本发明的一个实施例,形成第一P型掺杂区域107的步骤之后,可以于第一深沟槽106中填充氧化物和导电材料,所述导电材料接负压。此外还可以根据需要,可选地对第一深沟槽106周围的半导体衬底进行P型离子注入。
根据本发明的另一实施例,形成第一P型掺杂区域107的步骤之后,可以于第一深沟槽106中填充氧化物,并且对第一深沟槽106周围的半导体衬底进行P型离子注入。
此外,由于非像素区域的N型衬底101与N型外延层103直接电接触,N型衬底101可以通过N型外延层103接正压。
实施例二
图7-图12为根据本发明实施例二的图像传感器芯片的形成方法的过程示意图。
如图7所示,提供半导体衬底200,定义像素区域和非像素区域,在此示出的像素区域和非像素区域由点划线隔开。具体地,提供半导体衬底200的步骤包括:提供P型衬底201,于P型衬底201上形成N型外延层203。
如图8-图10所示,于像素区域的半导体衬底200中形成第一深沟槽206。实际情况下像素区域的范围较大,其中可能形成多个第一深沟槽206,图中仅示出像素区域的部分范围,在此范围内示出两个第一深沟槽206的形成过程作为示意。具体地,形成第一深沟槽206的步骤包括:于半导体衬底200上形成硬掩膜204;刻蚀硬掩膜204形成沟槽205,沟槽205暴露出半导体衬底200的表面;刻蚀半导体衬底200形成第一深沟槽206。
如图11所示,通过第一深沟槽206进行P型离子注入,于第一深沟槽206下方的半导体衬底200中形成第一P型掺杂区域207,作为像素单元之间的隔离。具体地,第一P型掺杂区域207形成于N型外延层203中且与P型衬底201电接触。
优选地,第一深沟槽206的深度D3大于1.0μm;由第一深沟槽206底部起算,第一P型掺杂区域207的深度D4大于0.5μm。于是,由半导体衬底200表面起算,第一P型掺杂区域207的实际注入深度被大大提高(大于1.5μm),因而适于隔离较深的感光区域。
根据本发明的一个实施例,形成第一P型掺杂区域207的步骤之后,可以于第一深沟槽206中填充氧化物和导电材料,所述导电材料接负压。此外还可以根据需要,可选地对第一深沟槽206周围的半导体衬底进行P型离子注入。
根据本发明的另一实施例,形成第一P型掺杂区域207的步骤之后,可以于第一深沟槽206中填充氧化物,并且对第一深沟槽206周围的半导体衬底进行P型离子注入。
此外,如图12所示,于非像素区域的N型外延层203中形成第二深沟槽208,通过第二深沟槽208进行P型离子注入,于第二深沟槽208周围及下方的N型外延层203中形成第二P型掺杂区域209,该第二P型掺杂区域209与P型衬底201电接触并且接地。
本发明的图像传感器芯片的形成方法,通过深沟槽进行P型离子注入,于深沟槽下方的半导体衬底中形成P型掺杂区域,大大提高了P型掺杂区域的实际注入深度,适于隔离较深的感光区域。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论如何来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的。此外,明显的,“包括”一词不排除其他元素和步骤,并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
Claims (11)
1.一种图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,定义像素区域和非像素区域;
于像素区域的所述半导体衬底中形成第一深沟槽;
通过所述第一深沟槽进行P型离子注入,于所述第一深沟槽下方的半导体衬底中形成第一P型掺杂区域,作为像素单元之间的隔离。
2.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,所述第一深沟槽的深度大于1.0μm。
3.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,由所述第一深沟槽底部起算,所述第一P型掺杂区域的深度大于0.5μm。
4.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,形成第一深沟槽的步骤包括:于所述半导体衬底上形成硬掩膜;刻蚀所述硬掩膜形成沟槽,所述沟槽暴露出所述半导体衬底表面;刻蚀所述半导体衬底形成第一深沟槽。
5.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:于所述第一深沟槽中填充氧化物和导电材料,所述导电材料接负压。
6.根据权利要求5所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:对所述第一深沟槽周围的半导体衬底进行P型离子注入。
7.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,形成第一P型掺杂区域的步骤之后还包括:于所述第一深沟槽中填充氧化物,对所述第一深沟槽周围的半导体衬底进行P型离子注入。
8.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,提供半导体衬底的步骤包括:提供N型衬底,于像素区域的所述N型衬底上形成P型隔离区,于所述P型隔离区上以及非像素区域的所述N型衬底上形成N型外延层,所述第一P型掺杂区域形成于所述N型外延层中且与所述P型隔离区电接触。
9.根据权利要求8所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,所述N型衬底接正压。
10.根据权利要求1所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,提供半导体衬底的步骤包括:提供P型衬底,于所述P型衬底上形成N型外延层,所述第一P型掺杂区域形成于所述N型外延层中且与所述P型衬底电接触。
11.根据权利要求10所述的图像传感器芯片的形成方法,其特征在于,于非像素区域的所述N型外延层中形成第二深沟槽,通过所述第二深沟槽进行P型离子注入,于所述第二深沟槽周围及下方的N型外延层中形成第二P型掺杂区域,所述第二P型掺杂区域与所述P型衬底电接触并且接地。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160824 |