CN110112167A - 图像传感器及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像传感器及其形成方法，方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；在所述半导体衬底的表面形成光电转换层，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；对所述光电转换层进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；形成保护层，所述保护层填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构，且所述栅状结构的延伸方向垂直于所述半导体衬底的表面。本发明方案可以提高光线吸收效果和成像品质。
Description
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及其形成方法。
背景技术
图像传感器是摄像设备的核心部件，通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。以互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件为例，由于其具有低功耗和高信噪比的优点，因此在各种领域内得到了广泛应用。
作为用于CIS的电子快门系统，披露了一种全域快门系统，即同时开始对成像的所有有效像素曝光，并且对所有有效像素同时结束曝光。其中，为了储存由光电二极管产生的光电电荷，需设置存储单元，并且需要对存储单元进行遮光。
在现有技术中，会形成具有遮光特性的遮光膜，以对存储单元进行遮光。然而，所述遮光膜在遮挡存储单元的同时，容易导致与存储单元邻近的光电二极管受光不足的问题，影响CIS的成像品质。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，可以提高光线吸收效果和成像品质。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；在所述半导体衬底的表面形成光电转换层，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；对所述光电转换层进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；形成保护层，所述保护层填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构，且所述栅状结构的延伸方向垂直于所述半导体衬底的表面；其中，所述栅状结构能够反射光线。
可选的，所述反射沟槽的底部为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽。
可选的，在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构包括：对所述保护层进行刻蚀以形成第一栅状沟槽，所述第一栅状沟槽位于所述反射沟槽内且所述第一栅状沟槽的横截面尺寸小于所述反射沟槽的横截面尺寸；向所述第一栅状沟槽内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构。
可选的，所述的图像传感器的形成方法还包括：形成网格状的第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构的底部为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分；其中，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
可选的，形成网格状的第一凹透镜结构包括：刻蚀所述栅状结构的上半部分的周边预设范围内的保护层，以形成网格状的第一折射沟槽，其中，所述第一折射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离小于所述栅状结构的底部表面与所述半导体衬底的距离，且所述第一折射沟槽的底部为弧面；向所述第一折射沟槽内填充折射材料以形成所述网格状的第一凹透镜结构。
可选的，在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构之前，所述的图像传感器的形成方法还包括：在所述保护层内形成网格状的第二凹透镜结构，所述第二凹透镜结构位于所述反射沟槽的上方，其中，所述第二凹透镜结构的底部为第三弧面，且所述第三弧面的凹陷面朝向所述第二凹透镜结构；在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构包括：对所述第二凹透镜结构以及所述保护层进行刻蚀以形成第二栅状沟槽，所述第二栅状沟槽位于所述反射沟槽内且所述第二栅状沟槽的横截面尺寸小于所述反射沟槽的横截面尺寸；向所述第二栅状沟槽内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构；其中，所述第二凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
可选的，在所述保护层内形成网格状的第二凹透镜结构包括：对所述保护层进行刻蚀，以形成网格状的第二折射沟槽，其中，所述第二折射沟槽位于所述反射沟槽上方，且所述第二折射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离小于所述反射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离，其中，所述第二折射沟槽的底部为第四弧面，且所述第四弧面的凹陷面朝向所述第二折射沟槽；向所述第二折射沟槽内填充折射材料以形成所述网格状的第二凹透镜结构。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；光电转换层，位于所述半导体衬底的表面，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；网格状的反射沟槽，位于所述光电转换层内，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；保护层，填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；网格状的栅状结构，位于所述保护层覆盖的反射沟槽内所述保护层覆盖的反射沟槽内；其中，所述栅状结构能够反射光线。
可选的，所述反射沟槽的底部为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽。
可选的，所述的图像传感器还包括：网格状的第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构的底部为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分；其中，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，通过设置网格状的栅状结构，且所述栅状结构能够反射光线，可以使得从图像传感器上方斜射至栅状结构的光线有机会被反射至光电二极管，相比于现有技术中这部分斜射光线会被遮光膜遮挡导致浪费，采用本发明实施例的方案，有助于使得这部分光线能够被吸收，提高光线吸收效果和成像品质。
进一步，在本发明实施例中，通过设置网格状的第一凹透镜结构，且所述第一凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分，可以使得从图像传感器上方直射至栅状结构附近的光线有机会被折射至光电二极管，相比于现有技术中这部分直射至光电二极管边缘的光线会被遮光膜遮挡导致浪费，采用本发明实施例的方案，有助于使得这部分光线能够被吸收，提高光线吸收效果和成像品质。
附图说明
图1是现有技术中一种图像传感器的剖面结构示意图；
图2是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图；
图3是本发明实施例中一种图像传感器的中间结构的器件剖面结构示意图；
图4是图3示出的图像传感器中遮光膜的俯视图；
图5至图10是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图；
图11是图10示出的图像传感器的中间结构的俯视图；
图12是本发明实施例中一种图像传感器的器件剖面结构示意图。
具体实施方式
在现有的一种CIS器件中，为了储存由光电二极管产生的光电电荷，需设置存储单元，并且需要对存储单元进行遮光。具体地，会形成具有遮光特性的遮光膜，以对存储单元进行遮光。然而，所述遮光膜在遮挡存储单元的同时，容易导致与存储单元邻近的光电二极管受光不足的问题，影响CIS的成像品质。
参照图1，图1是现有技术中一种图像传感器的剖面结构示意图。
在现有的图像传感器中，可以提供半导体衬底100，在半导体衬底100的表面形成光电转换层110，进而在所述光电转换层110的表面形成滤镜结构106，进而在所述滤镜结构106的表面形成透镜结构108。
其中，在所述半导体衬底100内可以形成有光电二极管102以及存储器件104。
在所述光电转换层110内可以形成有遮光膜112，所述遮光膜112用于遮挡外部射向所述存储器件104的入射光。
本发明的发明人经过研究发现，在现有技术中，由于存储器件104与光电二极管102之间的距离往往较近，导致遮光膜112在遮挡存储器件104时，容易减少射入光电二极管102的光线。
参照图1，从图像传感器上方斜射至遮光膜112的光线a，以及从图像传感器上方直射至光电二极管102边缘的光线b有可能会被遮光膜遮挡导致浪费，进而由于光电二极管102受光不足，影响CIS的成像品质。
在本发明实施例中，提供半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；在所述半导体衬底的表面形成光电转换层，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；对所述光电转换层进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；形成保护层，所述保护层填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构，且所述栅状结构的延伸方向垂直于所述半导体衬底的表面；其中，所述栅状结构能够反射光线。采用上述方案，通过设置网格状的栅状结构，且所述栅状结构能够反射光线，可以使得从图像传感器上方斜射至栅状结构的光线有机会被反射至光电二极管，相比于现有技术中这部分斜射光线会被遮光膜遮挡导致浪费，采用本发明实施例的方案，有助于使得这部分光线能够被吸收，提高光线吸收效果和成像品质。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图2，图2是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图。所述形成方法可以包括步骤S21至步骤S25：
步骤S21：提供半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；
步骤S22：在所述半导体衬底的表面形成光电转换层，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；
步骤S23：对所述光电转换层进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；
步骤S24：形成保护层，所述保护层填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；
步骤S25：在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构，且所述栅状结构的延伸方向垂直于所述半导体衬底的表面。
其中，所述栅状结构能够反射光线。
下面结合图3至图12对上述各个步骤进行说明。
图3是本发明实施例中一种图像传感器的中间结构的器件剖面结构示意图。
参照图3，提供半导体衬底200，在半导体衬底200的表面形成光电转换层210。
其中，在所述半导体衬底200内可以包含有光电二极管202以及存储器件204。
在所述光电转换层210内可以形成有遮光膜212，所述遮光膜212用于遮挡外部射向所述存储器件204的入射光。
其中，所述半导体衬底200可以为硅衬底，或者所述半导体衬底200的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等适当的应用于图像传感器的材料，所述半导体衬底200还可以为绝缘体表面的硅衬底或者绝缘体表面的锗衬底，或者是生长有外延层(Epitaxy layer，Epi layer)的衬底。
所述光电二极管202能够在受到外界光强激发的情况下，产生光生载流子，即电子。所述光电二极管202能够通过离子注入工艺形成，而且，通过控制离子注入的能量和浓度，能够控制离子注入的深度和注入范围，从而控制光电二极管202的深度和厚度。
所述光电转换层210可以用于光电转换，例如可以为无机光电转换薄膜(Inorganic photoelectric conversion film)，从而在光线进入光电二极管202之前可以对其进行预吸收。
所述遮光膜212的材料可以为金属，例如采用钨(W)形成所述遮光膜212。
参照图4，图4是图3示出的图像传感器中遮光膜的俯视图。所述遮光膜212可以具有多个穿通孔213，每个穿通孔213在所述半导体衬底200表面的正投影暴露出所述光电二极管202。
其中，图3是图4沿切割线A1-A2方向的剖面图。
其中，所述穿通孔213的形状不限于圆形，还可以为多边形、椭圆形等其他适当的形状。
在本发明实施例中，通过设置遮光膜212具有穿通孔213，可以在遮挡外部射向所述存储器件204的入射光的同时，降低对光电二极管202的光吸收的影响。
需要指出的是，所述遮光膜212还可以为多个遮光块，所述遮光块可以遮挡存储器件204以及其他尽可能少的区域，从而进一步降低对光电二极管202的周边区域的遮挡。
图5至图10是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
参照图5，在图3示出的图像传感器的基础上，在所述光电转换层210的表面形成图形化的第一掩膜层261，以所述第一掩膜层261为掩膜，对所述光电转换层210进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽241，所述反射沟槽241的底部暴露出所述遮光膜212的一部分。
进一步地，在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述反射沟槽241的底部可以为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽241。
在本发明实施例中，通过设置所述反射沟槽241的底部为弧面，可以使得后续形成栅状结构后，相比于射入光电转换层210的光线，射入所述反射沟槽241的光线更容易被栅状结构反射，且经弧面透射后产生光线折射，更容易进入光电二极管202。
需要指出的是，在本发明实施例的另一种具体实施方式中，所述反射沟槽241的横截面还可以为梯形、长方形等其他适当的形状，所述反射沟槽241的纵截面还可以为梯形、长方形等其他适当的形状。从而使得相比于射入光电转换层210的光线，射入所述反射沟槽241的光线更容易被栅状结构反射。其中，所述纵截面的方向可以是垂直于所述半导体衬底200的表面的方向，尤其是同时平行于载流子的运动方向(如图5所示的剖面方向)，所述横截面的方向可以是平行于所述半导体衬底200的表面的方向。
参照图6，形成保护层220，所述保护层220填充所述反射沟槽241且覆盖所述光电转换层210。
具体地，所述保护层220的材料可以为具有较高的透光率的材料，例如为氧化硅或氮化硅。
优选地，所述保护层220的材料可以为正硅酸乙酯(TEOS)，从而利用其致密性较好的特性，更好的对光电转换层以及反射沟槽241的侧壁进行保护。
参照图7，在所述保护层220的表面形成图形化的第二掩膜层262，以所述第二掩膜层262为掩膜，对所述保护层220进行刻蚀以形成第一栅状沟槽242，所述第一栅状沟槽242位于所述反射沟槽241内且所述第一栅状沟槽242的横截面尺寸小于所述反射沟槽241的横截面尺寸。
需要指出的是，由于所述第一栅状沟槽242用于在后续工艺中形成栅状结构且用于反射入射光，因此所述第一栅状沟槽242的延伸方向可以垂直于所述半导体衬底200的表面。
参照图8，向所述第一栅状沟槽242(参照图7)内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构222，且所述栅状结构222的延伸方向垂直于所述半导体衬底200的表面。
其中，所述栅状结构222能够反射光线。
进一步地，所述反射材料可以为金属材料，例如铜、铝、银、钴、金等。
优选地，所述反射材料可以为钨(W)，从而更好地对入射光进行反射。
在本发明实施例中，通过设置网格状的栅状结构222，且所述栅状结构222能够反射光线，可以使得从图像传感器上方斜射至栅状结构222的光线有机会被反射至光电二极管202，有助于使得这部分光线能够被吸收。
参照图9，在所述保护层220的表面形成图形化的第三掩膜层263，以所述第三掩膜层263为掩膜，刻蚀所述栅状结构222的上半部分的周边预设范围内的保护层220，以形成网格状的第一折射沟槽243。
其中，所述第一折射沟槽243的底部表面与所述半导体衬底200的距离小于所述栅状结构212的底部表面与所述半导体衬底200的距离，且所述第一折射沟槽243的底部可以为弧面。
在本发明实施例中，通过设置所述第一折射沟槽243的底部可以为弧面，可以使得后续形成凹透镜结构，且使光线经弧面透射后更容易进入光电二极管202。
参照图10，向所述第一折射沟槽243内填充折射材料，以形成所述网格状的第一凹透镜结构230。
具体地，所述第一凹透镜结构230的底部可以为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构230，所述第一凹透镜结构230围绕所述栅状结构222的上半部分；其中，所述栅状结构222的上半部分为远离所述半导体衬底200的一部分。
其中，所述折射材料可以设置为氮化硅，例如为Si3N4。
优选地，所述折射材料的n值可以设置为2.1左右，由于在后续工艺中形成的透镜结构的n值通常在1.56左右，滤镜结构的n值通常在1.6左右，则入射光从图像传感器的表面入射至所述第一凹透镜结构230的过程中，n值是逐渐增加的，进一步有助于光线经弧面透射后更容易进入光电二极管202。
在本发明实施例中，通过设置网格状的第一凹透镜结构230，且所述第一凹透镜结构230围绕所述栅状结构222的上半部分，可以使得从图像传感器上方直射至栅状结构222附近的光线有机会被折射至光电二极管202，相比于现有技术中这部分直射至光电二极管202边缘的光线会被遮光膜212遮挡导致浪费，采用本发明实施例的方案，有助于使得这部分光线能够被吸收，提高光线吸收效果和成像品质。
图11是图10示出的图像传感器的中间结构的俯视图。
参照图11，在所述保护层220覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构222，所述第一凹透镜结构230围绕所述栅状结构222的上半部分，且所述第一凹透镜结构230也可以为网格状。
其中，图10是图11沿切割线B1-B2方向的剖面图。
图12是本发明实施例中一种图像传感器的器件剖面结构示意图。
参照图12，在所述保护层220的表面形成滤镜结构206，进而在所述滤镜结构206的表面形成透镜结构208。
具体地，从图像传感器上方斜射至遮光膜212的光线c有可能被栅状结构222反射，进而在经过反射沟槽底部的弧面时可以发生折射，从而更容易射入光电二极管202。
图像传感器上方直射至光电二极管202边缘的光线d有可能被第一凹透镜结构230折射，进而在经过反射沟槽底部的弧面时可以发生二次折射，从而更容易射入光电二极管202。
在本发明实施例中，通过设置网格状的栅状结构222，且所述栅状结构222能够反射光线，可以使得从图像传感器上方斜射至栅状结构222的光线有机会被反射至光电二极管202，相比于现有技术中这部分斜射光线会被遮光膜204遮挡导致浪费，采用本发明实施例的方案，有助于使得这部分光线能够被吸收，提高光线吸收效果和成像品质。
在图3至图12示出的图像传感器的形成方法中，可以先形成栅状结构，再形成第一凹透镜结构。需要指出的是，在本发明实施例中，还提供了另一种形成栅状结构以及凹透镜结构的方法。
具体地，在图6示出的图像传感器的基础上，可以对所述保护层进行刻蚀，以形成网格状的第二折射沟槽，其中，所述第二折射沟槽位于所述反射沟槽上方，且所述第二折射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离小于所述反射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离，其中，所述第二折射沟槽的底部为第四弧面，且所述第四弧面的凹陷面朝向所述第二折射沟槽。
然后，向所述第二折射沟槽内填充折射材料以形成所述网格状的第二凹透镜结构。
进而，在所述保护层内形成网格状的第二凹透镜结构，所述第二凹透镜结构位于所述反射沟槽的上方，其中，所述第二凹透镜结构的底部为第三弧面，且所述第三弧面的凹陷面朝向所述第二凹透镜结构。
进而，在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构。
可以理解的是，所述网格状的栅状结构以及所述第二凹透镜结构的位置与图12示出的图像传感器中的栅状结构以及第一凹透镜结构一致。
进一步地，在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构的步骤可以包括：对所述第二凹透镜结构以及所述保护层进行刻蚀以形成第二栅状沟槽，所述第二栅状沟槽位于所述反射沟槽内且所述第二栅状沟槽的横截面尺寸小于所述反射沟槽的横截面尺寸；向所述第二栅状沟槽内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构；其中，所述第二凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
在所述另一种形成栅状结构以及凹透镜结构的方法中，可以先形成第二凹透镜结构，再形成栅状结构，有助于使用户根据具体情况选择合适的工艺顺序。
有关所述另一种形成栅状结构以及凹透镜结构的方法的更多内容，可以参照图6至图12的相关描述，此处不再赘述。
在本发明实施例中，还提供了一种图像传感器，参照图12，可以包括：半导体衬底200，所述半导体衬底200内包含有光电二极管202以及存储器件204；光电转换层210，位于所述半导体衬底200的表面，所述光电转换层210内包含有遮光膜212，所述遮光膜212用于遮挡外部射向所述存储器件204的入射光，且所述遮光膜212具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底200表面的正投影暴露出所述光电二极管202；网格状的反射沟槽，位于所述光电转换层210内，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜212的一部分；保护层，填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层210；网格状的栅状结构222，位于所述保护层210覆盖的反射沟槽内；其中，所述栅状结构222能够反射光线。
进一步地，所述反射沟槽的底部为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽。
进一步地，所述的图像传感器还可以包括：网格状的第一凹透镜结构230，所述第一凹透镜结构230的底部为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构230，所述第一凹透镜结构230围绕所述栅状结构222的上半部分；其中，所述栅状结构222的上半部分为远离所述半导体衬底200的一部分。
关于该图像传感器的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图2至图12示出的关于图像传感器的形成方法的相关描述，此处不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
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，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；
在所述半导体衬底的表面形成光电转换层，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；
对所述光电转换层进行刻蚀以形成网格状的反射沟槽，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；
形成保护层，所述保护层填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；
在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构，且所述栅状结构的延伸方向垂直于所述半导体衬底的表面；
其中，所述栅状结构能够反射光线。
2.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，
所述反射沟槽的底部为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽。
3.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构包括：
对所述保护层进行刻蚀以形成第一栅状沟槽，所述第一栅状沟槽位于所述反射沟槽内且所述第一栅状沟槽的横截面尺寸小于所述反射沟槽的横截面尺寸；
向所述第一栅状沟槽内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构。
4.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：
形成网格状的第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构的底部为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分；
其中，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
5.根据权利要求4所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成网格状的第一凹透镜结构包括：
刻蚀所述栅状结构的上半部分的周边预设范围内的保护层，以形成网格状的第一折射沟槽，其中，所述第一折射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离小于所述栅状结构的底部表面与所述半导体衬底的距离，且所述第一折射沟槽的底部为弧面；
向所述第一折射沟槽内填充折射材料以形成所述网格状的第一凹透镜结构。
6.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，
在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构之前，还包括：
在所述保护层内形成网格状的第二凹透镜结构，所述第二凹透镜结构位于所述反射沟槽的上方，其中，所述第二凹透镜结构的底部为第三弧面，且所述第三弧面的凹陷面朝向所述第二凹透镜结构；
在所述保护层覆盖的反射沟槽内形成网格状的栅状结构包括：
对所述第二凹透镜结构以及所述保护层进行刻蚀以形成第二栅状沟槽，所述第二栅状沟槽位于所述反射沟槽内且所述第二栅状沟槽的横截面尺寸小于所述反射沟槽的横截面尺寸；
向所述第二栅状沟槽内填充反射材料以形成所述网格状的栅状结构；
其中，所述第二凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
7.根据权利要求6所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述保护层内形成网格状的第二凹透镜结构包括：
对所述保护层进行刻蚀，以形成网格状的第二折射沟槽，其中，所述第二折射沟槽位于所述反射沟槽上方，且所述第二折射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离小于所述反射沟槽的底部表面与所述半导体衬底的距离，其中，所述第二折射沟槽的底部为第四弧面，且所述第四弧面的凹陷面朝向所述第二折射沟槽；
向所述第二折射沟槽内填充折射材料以形成所述网格状的第二凹透镜结构。
8.一种图像传感器，其特征在于，包括：
半导体衬底，所述半导体衬底内包含有光电二极管以及存储器件；
光电转换层，位于所述半导体衬底的表面，所述光电转换层内包含有遮光膜，所述遮光膜用于遮挡外部射向所述存储器件的入射光，且所述遮光膜具有多个穿通孔，每个穿通孔在所述半导体衬底表面的正投影暴露出所述光电二极管；
网格状的反射沟槽，位于所述光电转换层内，所述反射沟槽的底部暴露出所述遮光膜的一部分；
保护层，填充所述反射沟槽且覆盖所述光电转换层；
网格状的栅状结构，位于所述保护层覆盖的反射沟槽内所述保护层覆盖的反射沟槽内；
其中，所述栅状结构能够反射光线。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，
所述反射沟槽的底部为第一弧面，且所述第一弧面的凹陷面朝向所述反射沟槽。
10.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，还包括：
网格状的第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构的底部为第二弧面，且所述第二弧面的凹陷面朝向所述第一凹透镜结构，所述第一凹透镜结构围绕所述栅状结构的上半部分；
其中，所述栅状结构的上半部分为远离所述半导体衬底的一部分。
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|---|---|---|---|---|
| CN113629083A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 联合微电子中心有限责任公司 | 遮光结构、图像传感器及图像传感器的制备方法 |
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2019
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