CN115831997B - 一种背照式图像传感器及其制备方法 - Google Patents

一种背照式图像传感器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115831997B
CN115831997B CN202310030797.9A CN202310030797A CN115831997B CN 115831997 B CN115831997 B CN 115831997B CN 202310030797 A CN202310030797 A CN 202310030797A CN 115831997 B CN115831997 B CN 115831997B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor substrate
isolation structure
image sensor
forming
illuminated image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310030797.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115831997A (zh
Inventor
汪丹丹
郭哲劭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexchip Semiconductor Corp
Original Assignee
Nexchip Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nexchip Semiconductor Corp filed Critical Nexchip Semiconductor Corp
Priority to CN202310030797.9A priority Critical patent/CN115831997B/zh
Publication of CN115831997A publication Critical patent/CN115831997A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115831997B publication Critical patent/CN115831997B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种背照式图像传感器及其制备方法,背照式图像传感器的制备方法,包括以下步骤:提供一半导体衬底,半导体衬底具有正面,正面设置有若干个阵列分布的像素区域;在正面的半导体衬底中形成多个沟槽,每个沟槽围设在一像素区域外侧,沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;在第一部分和第二部分中填充光隔离材料或介质材料,在第三部分中填充介质材料,一次形成浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构所需的沟槽,减少刻蚀工艺的次数,减少沟槽刻蚀工艺所产生的缺陷,提高背照式图像传感器的成像质量;由于所述第二部分和第三部分连通,省略形成深沟槽隔离结构所需的沟槽时的对准刻蚀工艺,简化了工艺难度。

Description

一种背照式图像传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,特别涉及背照式图像传感器及其制备方法。
背景技术
背照式图像传感器(BSI CIS)是一种新型的CMOS图像传感器,其通过将滤光片排列到背照式图像传感器的硅衬底上,用以提高背照式图像传感器的感光度和光吸收量,降低光损耗,从而实现高像素成像功能。
如图1所示,背照式图像传感器包括衬底10,所述衬底10包括相对设置的正面10a和背面10b,所述衬底10在正面10a侧形成有阵列分布的光电二极管11,相邻所述光电二极管11之间形成有浅沟槽隔离结构(STI)12,所述正面10a上形成有互连结构层20,所述互连结构层20包括介质层以及嵌设在所述介质层中的金属互连层,所述衬底10在背面10b侧形成有深沟槽隔离结构(DTI)13,每个所述深沟槽隔离结构13均与一个所述浅沟槽隔离结构12对准设置,在每个所述深沟槽隔离结构13上还形成有一个金属格栅30。
由于浅沟槽隔离结构12和深沟槽隔离结构13的刻蚀工艺需要两次沟槽刻蚀工艺,这两次刻蚀工艺中形成的缺陷都会影响光电二极管的光电转换,同时,在这两次刻蚀工艺中形成的缺陷和晶格损伤会造成游离电子增加,对光电量子效率产生负面的影响,从而降低了背照式图像传感器的成像质量。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种背照式图像传感器及其制备方法,可以减少刻蚀工艺的次数,降低沟槽刻蚀工艺所产生的缺陷,从而提高了背照式图像传感器的成像质量。
为了解决上述问题,本发明提供一种背照式图像传感器的制备方法,包括以下步骤:
提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;
在所述正面的半导体衬底中形成多个沟槽,每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;以及
在所述第一部分和第二部分中填充光隔离材料或介质材料,在所述第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,从而形成背照式图像传感器。
可选的,所述第一部分沿深度方向的长度为600nm以上,所述第一部分靠近所述第二部分侧的开口尺寸为100nm~150nm;
所述第二部分沿深度方向的长度2μm~4μm,所述第二部分靠近所述第三部分侧的开口尺寸为69nm~158nm;以及
所述第三部分沿深度方向的长度为0.8μm ~1μm,所述第三部分的侧壁与垂直于轴线方向之间的夹角为88°~90°。
可选的,所述填充介质材料的具体步骤为:
在所述沟槽的第一部分、第二部分和第三部分中填充相同的材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构。
进一步的,在所述沟槽的第一部分、第二部分和第三部分中均填充介质材料,所述介质材料包括氧化物。
进一步的,所述填充光隔离材料和介质材料的具体步骤为:
在所述半导体衬底的正面形成氧化物薄层,所述氧化物薄层覆盖了所述沟槽的内壁以及所述沟槽外的半导体衬底的正面;
在所述沟槽的第一部分和第二部分中填充光隔离材料,所述光隔离材料还位于所述沟槽外的所述氧化物薄层上;
在所述第三部分中填充介质材料,所述介质材料还位于所述沟槽外的所述光隔离材料上;以及
通过化学机械抛光平坦化处理所述正面,去除所述正面上的介质材料、光隔离材料和氧化物薄层,并暴露出所述沟槽外侧的外延层,还在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构。
进一步的,所述介质材料包括氧化物,所述光隔离材料包括三氧化二铝、钨和二氧化铪。
可选的,所述半导体衬底具有与所述正面相对设置的背面。
进一步的,在形成浅沟槽隔离结构之后,还包括:
在所述像素区域的半导体衬底中形成像素单元,并在所述半导体衬底的正面形成互连结构层;
从所述背面侧减薄所述半导体衬底,以暴露出所述第一部分的槽底;以及
刻蚀所述半导体衬底的背面,使得所述背面侧的所述第一部分暴露出来,并刻蚀停止在所述第二部分朝向所述第一部分的表面,从而形成背照式图像传感器。
另一方面,本发明还提供一种背照式图像传感器,包括:
半导体衬底,具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;
沟槽,位于所述正面侧的半导体衬底中,且每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;
格栅,形成于所述第一部分;
深沟槽隔离结构,形成于所述第二部分;以及
浅沟槽隔离结构,形成于所述第三部分;
其中,所述格栅和深沟槽隔离结构的材料均为光隔离材料或介质材料,所述浅沟槽隔离结构的材料为介质材料。
可选的,所述格栅、深沟槽隔离结构和浅沟槽隔离结构的材料均为氧化物;或者,
所述格栅和深沟槽隔离结构的材料均为三氧化二铝、钨或二氧化铪,所述浅沟槽隔离结构的材料为氧化物。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种背照式图像传感器及其制备方法,背照式图像传感器的制备方法,包括以下步骤:提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;在所述正面的半导体衬底中,形成多个沟槽,每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;以及在所述第一部分和第二部分中填充光隔离材料或介质材料,在所述第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,从而形成背照式图像传感器。本发明通过形成沟槽,使得一次形成了浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构所需的沟槽(即沟槽的第二部分和第三部分),即减少刻蚀工艺的次数,减少沟槽刻蚀工艺所产生的缺陷,从而提高了背照式图像传感器的成像质量,另外由于所述第二部分和第三部分连通,省略形成深沟槽隔离结构所需的沟槽时的对准刻蚀工艺,简化了工艺难度。
附图说明
图1为现有技术中的背照式图像传感器的结构示意图;
图2为本发明实施例一提供的一种背照式图像传感器的制备方法的流程示意图;
图3为本发明实施例一提供的半导体衬底的结构示意图;
图4为本发明实施例一在形成沟槽后的结构示意图;
图5为本发明实施例一在填充介质材料后的结构示意图;
图6为本发明实施例一在形成互连结构层后的结构示意图;
图7为本发明实施例一在减薄所述半导体衬底后的结构示意图;
图8为本发明实施例一在刻蚀所述半导体衬底的背面后的结构示意图;
图9为本发明实施例二在填充光隔离材料后的结构示意图;
图10为本发明实施例二在填充介质材料后的结构示意图。
附图标记说明:
图1中:
10-衬底;10a-正面;10b-背面;11-光电二极管;12-浅沟槽隔离结构;13-深沟槽隔离结构;20-互连结构层;30-金属格栅;
图3-图10中:
100-半导体衬底;100a-正面;100b-背面;110-基板;120-外延层;130-沟槽;131-第一部分;132-第二部分;133-第三部分;141-格栅;142-深沟槽隔离结构;143-浅沟槽隔离结构;150-像素单元;160-氧化物薄层;
200-互连结构层。
具体实施方式
以下将对本发明的一种背照式图像传感器及其制备方法作进一步的详细描述。下面将参照附图对本发明进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
实施例一
图2为本实施例提供的一种背照式图像传感器的制备方法的流程示意图。如图2所示,本实施例提供一种背照式图像传感器的制备方法,包括以下步骤:
提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;
在所述正面的半导体衬底中形成多个沟槽,每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;以及
在所述第一部分、第二部分和第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,从而形成背照式图像传感器。
下面结合图3-图8对本实施例所提供的一种背照式图像传感器的制备方法进行详细介绍。
如图3所示,首先执行如下步骤,提供一半导体衬底100,所述半导体衬底100具有正面100a,所述半导体衬底的正面100a设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域。
本步骤具体的:提供一半导体衬底100,所述半导体衬底100具有相对设置的正面100a和背面100b。所述半导体衬底100包括基板100和外延层120,所述外延层120形成于所述基板110上,所述基板110例如是硅衬底,具体例如是P型硅衬底,所述外延层120的材质与所述基板110的材质相同。所述半导体衬底100的正面100a为所述外延层120远离所述基板110的一侧表面,所述半导体衬底100的背面100b为所述基板110远离所述外延层120的一侧表面。所述半导体衬底100的正面100a设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域,所述像素区域之间需要形成浅沟槽隔离结构,以电性隔离相邻所述像素区域的像素单元,所述像素区域与外延层中的器件以及后续形成与所述正面100a上的器件。在本实施例中,所述外延层120的厚度例如是6μm。
如图4所示,接着执行如下步骤,在所述正面100a的半导体衬底100中形成多个沟槽130,每个所述沟槽130围设在一个所述像素区域的外侧,所述沟槽130为套设在所述像素区域外侧的环形,其中,所述沟槽130由下至上包括依次连通的第一部分131、第二部分132和第三部分133。
本步骤具体的:通过刻蚀工艺在所述半导体衬底100的正面100a(即所述外延层120远离所述基板110的表面)侧形成多个沟槽130(具体例如通过干法刻蚀工艺在所述半导体衬底100的正面100a形成沟槽130),每个所述沟槽130围设在一个所述像素区域的外侧。其中,所述沟槽130由下至上包括依次连通的第一部分131、第二部分132和第三部分133,所述第一部分用于形成格栅,所述第二部分132用于形成深沟槽隔离结构,所述第三部分133用于形成浅沟槽隔离结构,从而一次形成浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构所需的沟槽(即沟槽130的第二部分132和第三部分133),即减少刻蚀工艺的次数,减少了沟槽刻蚀工艺所产生的缺陷,从而提高了背照式图像传感器的成像质量,另外由于所述第二部分132和第三部分133连通,省略形成深沟槽隔离结构所需的沟槽时的对准刻蚀工艺,简化了工艺难度。
其中,所述沟槽130的纵向截面大体呈开口大槽底小的梯形状。所述第一部分131沿深度方向的长度为600nm以上,所述第一部分131靠近所述第二部分132侧的开口尺寸为100nm~150nm;所述第二部分132沿深度方向的长度2μm~4μm,所述第二部分132靠近所述第三部分133侧的开口尺寸为69nm~158nm;所述第三部分133沿深度方向的长度为0.8μm ~1μm,所述第三部分133的侧壁与垂直于轴线方向之间的夹角为88°~90°。
需要说明的是,定义图4中沿半导体衬底的厚度方向,在靠近基板的一侧为“下”,靠近外延层的一侧为“上”。
如图5所示,接着执行如下步骤,在所述第一部分131、第二部分132和第三部分133中填充介质材料,以在所述第一部分131中形成格栅141,在所述第二部分132中形成深沟槽隔离结构142,在所述第三部分133中形成浅沟槽隔离结构143。
在本步骤中,所述填充介质材料的具体步骤为:在所述沟槽130的第一部分131、第二部分132和第三部分133中填充相同的材料,例如是均填充相同的介质材料,以形成格栅141、深沟槽隔离结构142和浅沟槽隔离结构143。其中,所述介质材料例如是氧化物。
如图6所示,接着,在所述像素区域的半导体衬底100中形成像素单元150,并在所述半导体衬底100的正面100a形成互连结构层200。
其中,所述像素单元150例如光电二极管,所述互连结构层200包括介质层和金属互连层,所述金属互连层嵌设在所述介质层中。由于所述像素单元150的形成方法和所述互连结构层200的形成方法均采用常规的形成方法,因此不再赘述。
如图7所示,接着,从所述背面100b侧减薄所述半导体衬底100,以暴露出所述第一部分131的槽底。
本步骤具体包括:先将所述半导体衬底100翻转,使得所述背面100b朝上;再从所述背面100b侧减薄所述半导体衬底100,以去除所述基板110以及部分厚度的所述外延层120,并暴露出所述第一部分131的槽底,即暴露出所述第一部分131槽底的格栅141。
如图8所示,接着,刻蚀所述半导体衬底100的背面100b,使得所述背面侧的所述第一部分131暴露出来,并刻蚀停止在所述第二部分132朝向所述第一部分131的表面,也就是说,使得所述背面100b侧的所述格栅141的整体暴露出来,从而形成背照式图像传感器。
本步骤具体包括:先通过刻蚀工艺对所述外延层120进行回刻,以露出所述第一部分131中的格栅141;再在所述格栅141上形成滤光片,从而形成背照式图像传感器。
本实施例还提供一种背照式图像传感器,包括半导体衬底100,所述半导体衬底100具有正面100a,所述半导体衬底100的正面100a设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域。所述半导体衬底100的正面100a侧的半导体衬底100中设置有多个沟槽130,每个所述沟槽130围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽130由下至上包括依次连通的第一部分131、第二部分132和第三部分133。所述第一部分131中形成有格栅141,所述第二部分132中形成有深沟槽隔离结构142,所述第三部分133中形成有浅沟槽隔离结构143。其中,所述格栅141、深沟槽隔离结构142和浅沟槽隔离结构143的材料均为介质材料。所述像素区域的半导体衬底100中均形成有像素单元150,所述像素单元150例如是光电二极管。所述半导体衬底100的正面100a形成有互连结构层200,所述半导体衬底100的背面暴露出所述第一部分131中的格栅141,且所述背面100b与所述第二部分132朝向所述第一部分131的表面齐平。
实施例二
与实施例一相比,本实施例的区别在于,在所述第一部分和第二部分中填充光隔离材料,在所述第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,使得本实施例形成所述格栅、深沟槽隔离结构和浅沟槽隔离结构的步骤与实施例一不同。以下结合图9-图10对本步骤进行详细说明。
形成格栅、深沟槽隔离结构和浅沟槽隔离结构的具体步骤(即填充所述光隔离材料和介质材料的具体步骤)包括:
如图9所示,先在所述半导体衬底100的正面100a形成氧化物薄层160(例如通过化学气相沉积工艺沉积一氧化物薄层160),所述氧化物薄层160覆盖了所述沟槽130的内壁,即所述第一部分131的侧壁和底壁,所述第二部分132的侧壁,所述第三部分133的侧壁,还覆盖了所述沟槽130外的所述的半导体衬底100的正面100a。
再在所述沟槽130的第一部分131和第二部分132中填充光隔离材料(例如是三氧化二铝、钨或二氧化铪等)。具体的,在所述沟槽130中沉积光隔离材料,所述光隔离材料填充所述沟槽130的第一部分131和第二部分132,所述光隔离材料还位于所述沟槽130外的所述氧化物薄层160上。
如图10所示,再在所述第三部分133中填充介质材料,具体的,在所述沟槽130中沉积介质材料(例如氧化物),所述介质材料填充所述沟槽130的第三部分133,所述介质材料还位于所述沟槽130外的所述光隔离材料上。
再通过CMP(即化学机械抛光)平坦化处理所述正面100a,去除所述正面100a上的介质材料、光隔离材料和氧化物薄层160,并暴露出所述沟槽130外侧的外延层120,还在所述第一部分131中形成格栅141,在所述第二部分132中形成深沟槽隔离结构142,在所述第三部分133中形成浅沟槽隔离结构143。
相应的,从所述背面侧减薄所述半导体衬底100时,暴露出所述第一部分131的槽底的氧化物薄层160。
在刻蚀所述半导体衬底的背面,使得所述背面100b侧的所述第一部分131暴露出来时,所述背面100b暴露出的格栅141表面被所述氧化物薄层160包裹。
本实施例还提供一种背照式图像传感器,包括半导体衬底100,所述半导体衬底100具有正面100a,所述半导体衬底100的正面100a设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域。所述半导体衬底100的正面100a侧的半导体衬底100中设置有多个沟槽130,每个所述沟槽130围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽130由下至上包括依次连通的第一部分131、第二部分132和第三部分133。所述第一部分131中形成有格栅141,所述第二部分132中形成有深沟槽隔离结构142,所述第三部分133中形成有浅沟槽隔离结构143。其中,所述格栅141和深沟槽隔离结构142的材料均为光隔离材料,所述浅沟槽隔离结构143的材料为介质材料。所述像素区域的半导体衬底100中均形成有像素单元150,所述像素单元150例如是光电二极管。所述半导体衬底100的正面100a形成有互连结构层200,所述半导体衬底100的背面暴露出所述第一部分131中的格栅141,且所述背面100b与所述第二部分132朝向所述第一部分131的表面齐平。
综上所述,本发明提供一种背照式图像传感器及其制备方法,背照式图像传感器的制备方法,包括以下步骤:提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;在所述正面的半导体衬底中形成多个沟槽,每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;以及在所述第一部分和第二部分中填充光隔离材料或介质材料,在所述第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,从而形成背照式图像传感器。本发明通过形成沟槽,使得一次形成了浅沟槽隔离结构和深沟槽隔离结构所需的沟槽(即沟槽的第二部分和第三部分),即减少刻蚀工艺的次数,减少沟槽刻蚀工艺所产生的缺陷,从而提高了背照式图像传感器的成像质量,另外由于所述第二部分和第三部分连通,省略形成深沟槽隔离结构所需的沟槽时的对准刻蚀工艺,简化了工艺难度。
此外,需要说明的是,除非特别说明或者指出,否则说明书中的术语 “第一”、“第二”等的描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。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做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一半导体衬底,所述半导体衬底具有正面,所述半导体衬底的正面设置有多个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;
在所述正面的半导体衬底中形成多个沟槽,每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;以及
在所述第一部分和第二部分中填充光隔离材料或介质材料,在所述第三部分中填充介质材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构,从而形成背照式图像传感器。
2.如权利要求1所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,
所述第一部分沿深度方向的长度为600nm以上,所述第一部分靠近所述第二部分侧的开口尺寸为100nm~150nm;
所述第二部分沿深度方向的长度2μm~4μm,所述第二部分靠近所述第三部分侧的开口尺寸为69nm~158nm;以及
所述第三部分沿深度方向的长度为0.8μm~1μm,所述第三部分的侧壁与垂直于轴线方向之间的夹角为88°~90°。
3.如权利要求1所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,所述填充介质材料的具体步骤为:
在所述沟槽的第一部分、第二部分和第三部分中填充相同的材料,以在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构。
4.如权利要求3所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,在所述沟槽的第一部分、第二部分和第三部分中均填充介质材料,所述介质材料包括氧化物。
5.如权利要求1所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,所述填充光隔离材料或介质材料的具体步骤为:
在所述半导体衬底的正面形成氧化物薄层,所述氧化物薄层覆盖了所述沟槽的内壁以及所述沟槽外的半导体衬底的正面;
在所述沟槽的第一部分和第二部分中填充光隔离材料,所述光隔离材料还位于所述沟槽外的所述氧化物薄层上;
在所述第三部分中填充介质材料,所述介质材料还位于所述沟槽外的所述光隔离材料上;以及
通过化学机械抛光平坦化处理所述正面,去除所述正面上的介质材料、光隔离材料和氧化物薄层,并暴露出所述沟槽外侧的外延层,还在所述第一部分中形成格栅,在所述第二部分中形成深沟槽隔离结构,在所述第三部分中形成浅沟槽隔离结构。
6.如权利要求5所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,所述介质材料包括氧化物,所述光隔离材料包括三氧化二铝、钨或二氧化铪。
7.如权利要求1所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,所述半导体衬底具有与所述正面相对设置的背面。
8.如权利要求7所述的背照式图像传感器的制备方法,其特征在于,在形成浅沟槽隔离结构之后,还包括:
在所述像素区域的半导体衬底中形成像素单元,并在所述半导体衬底的正面形成互连结构层;
从所述背面侧减薄所述半导体衬底,以暴露出所述第一部分的槽底;以及
刻蚀所述半导体衬底的背面,使得所述背面侧的所述第一部分暴露出来,并刻蚀停止在所述第二部分朝向所述第一部分的表面,从而形成背照式图像传感器。
9.一种背照式图像传感器,其特征在于,包括:
半导体衬底,具有正面,所述半导体衬底的正面设置有若干个阵列分布且用于定义像素单元的像素区域;
沟槽,位于所述正面侧的半导体衬底中,且每个所述沟槽围设在一个所述像素区域的外侧,其中,所述沟槽由下至上包括依次连通的第一部分、第二部分和第三部分;
格栅,形成于所述第一部分;
深沟槽隔离结构,形成于所述第二部分;以及
浅沟槽隔离结构,形成于所述第三部分;
其中,所述格栅和深沟槽隔离结构的材料均为光隔离材料或介质材料,所述浅沟槽隔离结构的材料为介质材料。
10.如权利要求9所述的背照式图像传感器,其特征在于,
所述格栅、深沟槽隔离结构和浅沟槽隔离结构的材料均为氧化物;或者,
所述格栅和深沟槽隔离结构的材料均为三氧化二铝、钨或二氧化铪,所述浅沟槽隔离结构的材料为氧化物。
CN202310030797.9A 2023-01-10 2023-01-10 一种背照式图像传感器及其制备方法 Active CN115831997B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310030797.9A CN115831997B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种背照式图像传感器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310030797.9A CN115831997B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种背照式图像传感器及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115831997A CN115831997A (zh) 2023-03-21
CN115831997B true CN115831997B (zh) 2023-06-02

Family

ID=85520516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310030797.9A Active CN115831997B (zh) 2023-01-10 2023-01-10 一种背照式图像传感器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115831997B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420761A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 上海华力微电子有限公司 改善近红外图像传感器串扰特性的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243638A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
CN102956817B (zh) * 2011-08-19 2014-12-24 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 相变存储器的制造方法
US8541270B2 (en) * 2011-10-07 2013-09-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Finlike structures and methods of making same
CN107946327B (zh) * 2017-10-13 2020-02-14 上海集成电路研发中心有限公司 一种背照式cmos图像传感器结构的制作方法
CN107910339B (zh) * 2017-10-26 2021-01-29 上海集成电路研发中心有限公司 一种背照式图形传感器的制造方法
CN107946330A (zh) * 2017-11-17 2018-04-20 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN108470740A (zh) * 2018-03-06 2018-08-31 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN109037255A (zh) * 2018-07-26 2018-12-18 德淮半导体有限公司 背照式图像传感器及其形成方法
KR102674895B1 (ko) * 2018-10-08 2024-06-14 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
CN110473889A (zh) * 2019-09-03 2019-11-19 豪威科技(上海)有限公司 一种图像传感器及其制备方法
TW202125795A (zh) * 2019-11-19 2021-07-01 日商索尼半導體解決方案公司 固態攝像裝置及電子機器
CN115566031A (zh) * 2021-07-01 2023-01-03 格科微电子(上海)有限公司 一种图像传感器及其形成方法
CN115084180B (zh) * 2022-06-27 2024-05-03 上海集成电路装备材料产业创新中心有限公司 背照式图像传感器及其制作方法
CN115207013A (zh) * 2022-07-28 2022-10-18 上海华力微电子有限公司 Cmos图像传感器的形成方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112420761A (zh) * 2020-11-20 2021-02-26 上海华力微电子有限公司 改善近红外图像传感器串扰特性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115831997A (zh) 2023-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108962924B (zh) 形成图像传感器的吸收增强结构的方法
TWI496278B (zh) 影像感測元件及其製造方法
US8378440B2 (en) Back-lit image sensor and method of manufacture
EP1691418B1 (en) Image sensor using deep trench isolation
CN107946327B (zh) 一种背照式cmos图像传感器结构的制作方法
KR102583440B1 (ko) 이미지 센서를 위한 후면 딥 트렌치 격리 구조물
TWI794723B (zh) 影像感測器及其形成方法
KR102699394B1 (ko) 이미지 센서를 위한 후면 구조체
CN115831988B (zh) 用于图像传感器的深沟槽隔离结构
TWI760010B (zh) 影像感測件、光學結構及其形成方法
KR102641186B1 (ko) 이미지 센서용 후면 딥 트렌치 격리 구조체
CN118231435B (zh) 图像传感器的制造方法及图像传感器
CN109192741B (zh) 背照式图像传感器的形成方法
CN115939159B (zh) 图像传感器及其制作方法
CN109585481B (zh) 图像传感器结构及其制备方法
TWI476911B (zh) 半導體裝置及其製造方法
TWI540688B (zh) 半導體裝置、背照式影像感測器裝置及其形成方法
CN115831997B (zh) 一种背照式图像传感器及其制备方法
KR102706739B1 (ko) 이미지 센서 성능을 증가시키기 위한 격리 구조체
JP2014086514A (ja) 撮像装置、その製造方法及びカメラ
CN118398640B (zh) 一种背照式图像传感器及其制备方法
CN117497552B (zh) 图像传感器及其制作方法
CN118231433B (zh) 图像传感器的制造方法及图像传感器
TW202410431A (zh) 影像感測器裝置及其製造方法
CN115132770A (zh) 图像传感器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant