TWI622165B

TWI622165B - 影像感測器及其製作方法

Info

Publication number: TWI622165B
Application number: TW106107196A
Authority: TW
Inventors: Chih-Ping Chung; 鍾志平; Chih-Hao Peng; 彭志豪; Ming-Yu Ho; 何明祐
Original assignee: Powerchip Technology Corporation; 力晶科技股份有限公司
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-04-21
Also published as: TW201834225A; CN108538868A; CN108538868B

Abstract

本發明提供了一種影像感測器，其包括一基底、一感光元件、一深溝槽隔離結構以及一隔離元件。感光元件設置於基底表面。深溝槽隔離結構設置於感光元件的一側。隔離元件設置於基底內並位於感光元件及深溝槽隔離結構下，且隔離元件與感光元件在垂直於基底表面的方向上部分重疊。

Description

影像感測器及其製作方法

本發明係關於一種影像感測器及其製作方法，尤指一種能改善跨越干擾（cross talk）的影像感測器及其製作方法。

隨著數位相機、電子掃瞄機等產品不斷地開發與成長，市場上對影像感測元件的需求持續增加。目前常用的影像感測元件包含有電荷耦合感測元件(charge coupled device，CCD)以及互補式金氧半導體（complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS）影像感測元件兩大類，其中CMOS影像感測元件因具有低操作電壓、低功率消耗與高操作效率、可根據需要而進行隨機存取等優點，同時具有可整合於目前的半導體技術以大量製造之優勢，因此應用範圍非常廣泛。

CMOS影像感測器的感光原理係將入射光線區分為數種不同波長光線的組合，例如紅、藍、綠三色，再分別由半導體基底上的複數個光學感測元件，如感光二極體(photodiode)予以接收，並將之轉換為不同強弱的數位訊號。然而，隨著像素尺寸的微縮，感光二極體的尺寸也跟著微小化，使得像素之間的跨越干擾增加以及感光靈敏度降低。因此，如何提供具有低跨越干擾的影像感測器，仍為業界需要持續解決的問題。

本發明提供了一種具有深溝槽隔離結構以及局部隔離元件的影像感測器及其製作方法，以改善影像感測器的跨越干擾。

本發明之實施例提供了一種影像感測器，其包括一基底、一感光元件、一深溝槽隔離結構以及一隔離元件。其中，感光元件設置於基底表面，深溝槽隔離結構設置於感光元件的一側，而隔離元件設置於基底內，位於感光元件及深溝槽隔離結構下，並自深溝槽隔離結構的底部往感光元件的方向橫向延伸，且隔離元件與感光元件在垂直於基底表面的方向上部分重疊。

本發明之實施例另提供了一種影像感測器的製作方法，其包括下列步驟。首先，提供一半導體基底，並於半導體基底之局部區域內形成一隔離元件。然後，於半導體基底上形成一磊晶層。接著，於磊晶層中形成一深溝槽隔離結構，其中深溝槽隔離結構對應隔離元件之一端。然後，於磊晶層表面形成一感光元件，其中感光元件位於深溝槽隔離結構的一側，且隔離元件與感光元件在垂直於半導體基底表面的方向上部分重疊。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步瞭解本發明，下文特列舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖示，詳細說明本發明的影像感測器及其製作方法及所欲達成的功效。

請參考第1圖至第8圖，第1圖至第7圖為本發明影像感測器製作方法之第一實施例的製程示意圖，而第8圖為本發明影像感測器製作方法之第一實施例的步驟流程圖，其中本實施例的影像感測器為一正照射(Front Side Illumination，FSI)影像感測器。首先如第1圖所示，提供一半導體基底100，其表面定義有一畫素區(pixel region)10，並可另包括周邊區（圖未示），設置在畫素區10的一側或外圍。本實施例之半導體基底100為摻雜半導體基底，例如為輕摻雜的矽基底，但不以此為限。然後可選擇性地對半導體基底100進行一氧化製程，使半導體基底100表面上形成起始氧化層(initial oxide)104，其可於後續進行離子佈植時提供半導體基底100表面保護的效果，並可避免在離子佈植時產生通道效應。接著，於半導體基底100表面形成圖案化遮罩層102，利用其開口定義出半導體基底100上欲進行離子佈植的區域，且圖案化遮罩層102大體上會覆蓋半導體基底100的周邊區。本實施例之圖案化遮罩層102可例如為光阻，但不以此為限。然後，進行一離子佈植製程106，藉由調整離子佈植之能量及透過圖案化遮罩層102的開口，於半導體基底100對應該些開口之局部區域內形成多個佈植區108。本實施例之離子佈植製程106係對半導體基底100進行氧離子佈植，其摻雜的濃度為介於1x10 ¹⁶至1x10 ¹⁹cm ^-2，較佳為約1x10 ¹⁷至1x10 ¹⁸cm ^-2，但離子佈植製程106的作法及條件並不以本實施例為限。

接著，如第2圖所示，進行一退火製程110，使各佈植區108中之矽原子與氧離子產生反應，進而轉換成多個局部埋入式氧化物層（buried oxide，BOX）112，以形成本實施例的隔離元件114。換言之，本實施例之隔離元件114的材料為矽氧化物，其折射率低於半導體基底100材料的折射率，但不以此為限。舉例而言，本實施例於進行退火製程110時通入氬氣及氧氣，且將溫度設定於約1350℃並維持約4小時，但退火製程110的作法及條件並不以上述為限。此外，在進行退火製程110之前，可先將圖案化遮罩層102移除。再者，在進行退火製程110後，可另外於半導體基底100的周邊區(未繪示)製作摻雜井，並且在移除用來定義該摻雜井的圖案化遮罩層時一併移除起始氧化層104，但不以此為限。

接著，如第3圖所示，於半導體基底100上形成一磊晶層116。本實施例之磊晶層116為摻雜磊晶層，例如為經摻雜的矽磊晶層，但不以此為限。半導體基底100與磊晶層116可一併視為一基底118，例如為一絕緣層覆矽(silicon-on-insulator，SOI)基底，但並不以此為限。需注意的是，本實施例於半導體基底100內先形成局部埋入式氧化物層112，再於其上形成磊晶層116的方法可例如為氧離子佈植隔離矽晶(separation by implantation of oxygen，SIMOX)法。接著，在磊晶層116表面選擇性地形成一薄氧化層120，用來當作屏蔽氧化層（screen oxide），其可在後續於周邊區進行離子佈植時保護畫素區10內磊晶層116的表面。然後，可選擇性地在周邊區依序進行不同區域與導電型的離子佈植，以滿足後續周邊區邏輯電路的製程需要。接著，於薄氧化層120上形成一圖案化遮罩層122。在畫素區10內，圖案化遮罩層122的開口定義出預定設置深溝槽隔離結構(deep trench isolation，DTI)的位置，而在周邊區，圖案化遮罩層122的開口可定義出淺溝槽隔離結構（shallow trench isolation，STI）的位置。本實施例之圖案化遮罩層122的材料例如為氮化矽，但不以此為限。然後，利用圖案化遮罩層122當作蝕刻遮罩而進行一第一蝕刻製程124，移除被圖案化遮罩層122之開口曝露出的部分磊晶層116，以形成多個淺溝槽126。接著，請參考第4圖，對淺溝槽126進行一第二蝕刻製程128，進一步移除淺溝槽126下方的磊晶層116，直至隔離元件114之頂部為止，以於畫素區10形成多個深溝槽130。如第4圖所示，深溝槽130貫穿磊晶層116及部分半導體基底100，並暴露隔離元件114之頂部，並且，經第二蝕刻製程128後，圖案化遮罩層122之厚度隨之減少。此外，在進行第二蝕刻製程128前，可先於周邊區覆蓋一層保護層(例如光阻)，以避免周邊區的元件受第二蝕刻製程128所影響。

接著，如第5圖所示，於深溝槽130中填入一隔離材料以形成深溝槽隔離結構132。在本實施例中，深溝槽隔離結構132中的隔離材料係由高密度電漿(high density plasma，HDP)化學氣相沉積製程所形成，但不以此為限。隔離材料包括折射率低於磊晶層116與半導體基底100的材料，舉例而言，本實施例之磊晶層116與半導體基底100的材料為矽，而隔離材料為二氧化矽，但不以此為限。詳細而言，在沉積完隔離材料後，可藉由平坦化製程移除部分隔離材料，使得深溝槽隔離結構132與圖案化遮罩層122共平面，並再藉由例如緩衝氫氟酸(buffered HF，BHF)或氫氟酸稀釋溶液(dilute HF，DHF)移除部分隔離材料，使得深溝槽隔離結構132的頂面約略相同於或稍高於磊晶層116頂面，而實質上可視兩者為共平面。然後，將圖案化遮罩層122及薄氧化層120一併移除。本實施例另可選擇性地在填入隔離材料之前先於深溝槽130側壁或底部形成一襯墊氧化層(liner oxide)(圖未示)，以填補深溝槽130側壁或底部因蝕刻製程所產生的缺陷，並可釋放因蝕刻製程所產生的應力。舉例而言，襯墊氧化層的厚度可大於等於50埃，且較佳為80埃至100埃之間。如第5圖所示，本實施例之深溝槽隔離結構132對應形成於隔離元件114之一端上方，且深溝槽隔離結構132之底部與隔離元件114之一端的頂部直接接觸。再者，隔離元件114係自與深溝槽隔離結構132相重疊的部分往相鄰之另一個深溝槽隔離結構132橫向延伸，例如以平行於半導體基底100表面的方向（如圖中方向X）而橫向延伸，且深溝槽隔離結構132與隔離元件114之剖面具有一L形形狀。另外，本實施例之任兩相鄰深溝槽隔離結構132底部所接觸的隔離元件114彼此分離，但不以此為限。

接著，如第6圖所示，於磊晶層116表面形成多個感光元件134，其中各感光元件134位於深溝槽隔離結構132的一側，且兩相鄰之感光元件134係由深溝槽隔離結構132所隔開。本實施例之感光元件134包括一第一導電型摻雜區136及一第二導電型摻雜區138，兩者具有相反導電型（或稱相反極性）的摻質，其形成方式可例如由離子佈植製程將不同導電型摻質植入磊晶層116中。此外，可藉由調整植入摻質的能量使得第一導電型摻雜區136形成於靠近磊晶層116表面的位置，並使得第二導電型摻雜區138形成於磊晶層116中較深的位置。因此，本實施例之感光元件134例如為一箝制型感光二極體(pinned photodiode)。舉例而言，本實施例之半導體基底100、磊晶層116及第一導電型摻雜區136具有P型摻質(p-type dopant)，而第二導電型摻雜區138具有N型摻質(n-type dopant)。在其他變化實施例中，半導體基底100、磊晶層116及第一導電型摻雜區136可具有N型摻質，而第二導電型摻雜區138具有P型摻質。此外，如第6圖所示，本實施例之感光元件134與隔離元件114在垂直於半導體基底100表面的方向（如圖中方向Z）上至少部分重疊，亦即隔離元件114自深溝槽隔離結構132往感光元件134沿平行於半導體基底100表面的方向橫向延伸。

接著，如第7圖所示，於磊晶層116表面形成一介電疊層142與一內連線結構140，其中內連線結構140設置於介電疊層142中。介電疊層142覆蓋感光元件134與深溝槽隔離結構132。介電疊層142可包含依序堆疊之複數個層間介電層，材料可為具低介電常數之介電材料(low-K dielectric material)，例如氧化矽、硼磷矽酸鹽玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)、磷矽酸鹽玻璃(phosphosilicate glass，PSG)、氟化矽酸鹽玻璃(fluorinated silicate glass，FSG)、摻雜碳之氧化矽(carbon-doped silicon oxide)或類似物。內連線結構140可例如為多層內連線(multilayer interconnect，MLI)結構，藉由介電疊層142而與基底118上的其他導電元件隔絕。舉例而言，內連線結構140的材料可為鋁(aluminum)、銅(copper)、摻雜的多晶矽(doped polysilicon)或類似物。

請繼續參考第7圖，接著於介電疊層142中形成光導管開口144，各光導管開口144分別對應一感光元件134。光導管開口144的形成方式可例如為微影暨蝕刻製程，其剖面形狀可具有傾斜側壁，使得光導管開口144的底部面積小於頂部面積，但不以此為限。接著，可選擇性地於光導管開口144之側面及底面形成一阻障層(barrier layer)(圖未示)，以避免其下的元件受水氧的影響。阻障層可包括氮化矽(silicon nitride，SiN)或氮氧化矽(silicon oxynitride，SiON)，但不以此為限。接著，於光導管開口144中填入高折射率材料，並可藉由化學機械研磨製程使高折射率材料的具有平坦的頂面，並約略與介電疊層142的頂面共平面，以於各感光元件134上分別形成一光導管(light pipe)146。然後，於介電疊層142及光導管146上形成多個不同顏色的彩色濾光層148R、148G、148B，分別覆蓋對應的感光元件134與光導管146。彩色濾光層148R、148G、148B可包括有顏色的濾光材料，例如包括紅色、藍色或綠色光阻材料，並可利用微影製程製作，但不以此為限。然後，於彩色濾光層148R、148G、148B上形成微聚光鏡150，以完成本發明影像感測器1的製作，其中各微聚光鏡150分別覆蓋對應其下的一個感光元件134與光導管146。

綜上所述，本發明製作影像感測器1的方法主要包括第8圖所示之步驟：

步驟S10：提供一半導體基底，並於半導體基底之局部區域內形成一隔離元件；

步驟S12：於半導體基底上形成一磊晶層；

步驟S14：於磊晶層中形成一深溝槽隔離結構，其中深溝槽隔離結構對應隔離元件之一端；以及

步驟S16：於磊晶層表面形成一感光元件，其中感光元件位於深溝槽隔離結構的一側，且隔離元件與感光元件在垂直於半導體基底表面的方向上部分重疊。

請繼續參考第7圖，如前所述，本實施例的影像感測器1之結構包括基底118、感光元件134、深溝槽隔離結構132及隔離元件114。其中，感光元件134設置於基底118表面，本實施例之感光元件134為箝制型感光二極體，包括第一導電型摻雜區136及第二導電型摻雜區138，兩者具有相反導電型的摻質，但不以此為限。深溝槽隔離結構132設置於感光元件134的一側，以隔絕任兩相鄰之感光元件134。本實施例之隔離元件114為局部埋入式氧化物層，設置於基底118內並位於感光元件134及深溝槽隔離結構132下，並沿平行於基底118表面的方向（例如方向X）自深溝槽隔離結構132的底部往感光元件134橫向延伸，使得隔離元件114與感光元件134在垂直於基底118表面的方向（例如方向Z）上部分重疊，且相鄰之隔離元件114彼此分離而不互相連接。本實施例之深溝槽隔離結構132之底部與隔離元件114一端的頂部直接接觸，且兩者之剖面具有L形形狀。在本實施例中，基底118包括半導體基底100以及位於半導體基底100上的磊晶層116，其中隔離元件114位於半導體基底100內，而深溝槽隔離結構132及感光元件134主要位於磊晶層116內，其中感光元件134位於磊晶層116表面，而深溝槽隔離結構132向下延伸貫穿磊晶層116至半導體基底100表面，但不以此為限。在其他變化實施例中，基底118亦可整體即為矽基底、磊晶矽基底或其他適合的基底。

此外，本實施例的影像感測器1另包括介電疊層142、內連線結構140、光導管146、不同顏色的彩色濾光層148R、148G、148B及微聚光鏡150，不再贅述。再者，本實施例影像感測器1可另包括重置電晶體(reset transistor)、源隨電晶體(source follower transistor)、或讀取選擇電晶體(read select transistor)，且可包括三電晶體(3T)與四電晶體(4T)的像素電路。為了突顯本實施例影像感測器1的特徵，上述元件未於圖式中繪出。

請繼續參考第7圖，以下將以光線L1、L2來說明本實施例之深溝槽隔離結構132及隔離元件114如何達到減少跨越干擾的功效。如第7圖所示，光線L1、L2均通過影像感測器1中之彩色濾光層148G，但光線L1、L2通過彩色濾光層148G後並非朝著對應彩色濾光層148G之感光元件134前進，而是往右側相鄰的感光元件134前進。由於光導管146為高折射率材料，其折射率高於介電疊層140的折射率，因此光線L1、L2容易於光導管146的側壁發生全反射，再繼續往下方的深溝槽隔離結構132及隔離元件114前進。由於本實施例的磊晶層116及半導體基底100的材料為矽(折射率約為3.4)，而深溝槽隔離結構132及隔離元件114的材料為二氧化矽(折射率約為1.4)，透過斯涅耳定律(Snell's law)可知全反射的條件為入射角α大於臨界角24.2°，因此光線L1、L2很容易在深溝槽隔離結構132及隔離元件114的表面發生全反射。光線L1經左側的深溝槽隔離結構132側壁全反射後，再被隔離元件114頂面全反射，隨後再次於彩色濾光層148G右側之深溝槽隔離結構132側壁發生全反射，並朝對應彩色濾光層148G之感光元件134前進。另一方面，光線L2於隔離元件114頂面被全反射後，再次於彩色濾光層148G左側之深溝槽隔離結構132側壁發生全反射，並朝對應彩色濾光層148G之感光元件134前進。

由上述可知，由於本實施例之深溝槽隔離結構132具有較深的深度，因此可提供光線更多反射的機會，可有效地防止光線行進至鄰近的感光元件134。另外，隔離元件114設置於感光元件134底下並與其部分重疊，使得欲往基底118深處前進之光線易於隔離元件114之頂面發生全反射，可避免光線從深溝槽隔離結構132底下經過而行進至鄰近的感光元件134，可有效地改善跨越干擾問題。換句話說，本實施例影像感測器1在基底118內設置相連接的深溝槽隔離結構132及隔離元件114，兩者之剖面具有L形形狀，使得感光元件134下方的空間被相鄰的深溝槽隔離結構132與下方之隔離元件114包圍，能有效地將光線侷限至該空間內，減少光線行進至該空間之外。並且，進入該空間的光線能經由被深溝槽隔離結構132與隔離元件114一次或多次反射而輕易地射回感光元件134，使得光線更能有效的被感光元件134所吸收，進而改善影像感測器1的量子效率(quantum efficiency)與感光效率。

本發明之影像感測器及其製作方法並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本發明之其它實施例，然為了簡化說明並突顯各實施例之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考第9圖至第11圖，其為本發明影像感測器製作方法之第二實施例的製程示意圖，且第11圖繪示本發明影像感測器之第二實施例的剖面示意圖，其中在第二實施例中，第9圖係接續第4圖的製程。如第9圖所示，本實施例與第一實施例不同的地方在於，在形成深溝槽130後以及於深溝槽130中填入隔離材料之前，另包括對隔離元件114進行一第三蝕刻製程152，以移除原隔離元件114之材料，使各隔離元件114形成一空腔154。本實施例之隔離元件114的材料為二氧化矽，而第三蝕刻製程152係使用氫氟酸(hydrofluoric acid，HF)移除二氧化矽，但不以此為限。接著，如第10圖所示，可利用高密度電漿化學氣相沉積製程在深溝槽130填入隔離材料，由於沉積製程的特性，深溝槽130上方部分的開口會先封閉，並於各深溝槽隔離結構132內形成一空洞156。本實施例的空腔154與空洞156互相連通，且其中的折射介質為空氣。在形成具有空洞156的深溝槽隔離結構132後，可如第11圖所示，繼續製作感光元件134、光導管146、彩色濾光層148R、148G、148B與微聚光鏡150，以完成本實施例之影像感測器2。本實施例影像感測器2中其餘元件的位置、材料及製作方式可參考第一實施例，不再贅述。值得一提的是，由於影像感測器2之隔離元件114內的介質為空氣(折射率為1)，其折射率相較於影像感測器1之隔離元件114的材料更低，因此欲滿足全反射條件的臨界角更小。根據斯涅耳定律，當光線由矽的磊晶層116入射至空腔154時，其全反射的條件為入射角大於臨界角17.0°。換言之，光線更容易於隔離元件114的頂面發生全反射，因此本實施例之隔離元件114可更有效地改善影像感測器2的跨越干擾問題，並同時提高感光效率。

綜上所述，本發明影像感測器在基底內設置深溝槽隔離結構及隔離元件，且深溝槽隔離結構之底部連接於隔離元件之一端的頂部。藉由選擇折射率低於基底之材料作為深溝槽隔離結構及隔離元件的材料，或者以空氣作為隔離元件內的介質，可使得光線易於深溝槽隔離結構側壁及隔離元件頂面發生全反射，進而使得光線更容易被感光元件所吸收而改善影像感測器的量子效率。此外，深溝槽隔離結構相較於習知影像感測器內之淺溝槽隔離具有較深的深度，因此可提供光線更多反射的機會，有效地將光線局限至兩相鄰的深溝槽隔離結構之間，而可更有效地防止光線行進至鄰近的感光元件。另外，隔離元件設置於感光元件底下並與其部分重疊，使得欲往基底深處前進之光線易於隔離元件之頂面產生全反射，可避免光線從深溝槽隔離結構底下經過而行進至鄰近的感光元件。上述深溝槽隔離結構及隔離元件所提供之功效均可有效地改善影像感測器的跨越干擾問題，並同時提高感光效率。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1、2‧‧‧影像感測器

10‧‧‧畫素區

100‧‧‧半導體基底

102、122‧‧‧圖案化遮罩層

104‧‧‧起始氧化層

106‧‧‧離子佈植製程

108‧‧‧佈植區

110‧‧‧退火製程

112‧‧‧局部埋入式氧化物層

114‧‧‧隔離元件

116‧‧‧磊晶層

118‧‧‧基底

120‧‧‧薄氧化層

124‧‧‧第一蝕刻製程

126‧‧‧淺溝槽

128‧‧‧第二蝕刻製程

130‧‧‧深溝槽

132‧‧‧深溝槽隔離結構

134‧‧‧感光元件

136‧‧‧第一導電型摻雜區

138‧‧‧第二導電型摻雜區

140‧‧‧內連線結構

142‧‧‧介電疊層

144‧‧‧光導管開口

146‧‧‧光導管

148R、148G、148B‧‧‧彩色濾光層

150‧‧‧微聚光鏡

152‧‧‧第三蝕刻製程

154‧‧‧空腔

156‧‧‧空洞

L1、L2‧‧‧光線

α‧‧‧入射角

X、Z‧‧‧方向

第1圖至第7圖為本發明影像感測器製作方法之第一實施例的製程示意圖。第8圖為本發明影像感測器製作方法之第一實施例的步驟流程圖。第9圖至第11圖為本發明影像感測器製作方法之第二實施例的製程示意圖。

Claims

一種影像感測器，包括：一基底；一感光元件，設置於該基底表面；一深溝槽隔離結構，設置於該感光元件的一側；以及一隔離元件，設置於該基底內並位於該感光元件下方及該深溝槽隔離結構的底部下方，且該隔離元件與該感光元件在垂直於該基底表面的方向上部分重疊，其中該深溝槽隔離結構設置於該感光元件與另一感光元件之間。
如請求項1所述之影像感測器，其中該深溝槽隔離結構的材料包括折射率低於該基底的材料。
如請求項1所述之影像感測器，其中該隔離元件的材料包括折射率低於該基底的材料。
如請求項1所述之影像感測器，其中該隔離元件為一局部埋入式氧化物(buried oxide，BOX)層。
如請求項1所述之影像感測器，其中該隔離元件包括一空腔，而該深溝槽隔離結構包括一空洞，且該空腔與該空洞內的折射介質為空氣。
如請求項5所述之影像感測器，其中該空腔與該空洞互相連通。
如請求項1所述之影像感測器，其中該深溝槽隔離結構之底部與該隔離元件之一端直接接觸。
如請求項1所述之影像感測器，其中該深溝槽隔離結構與該隔離元件之剖面具有L形形狀。
如請求項1所述之影像感測器，其中該基底另包括一磊晶層位於該隔離元件上，該感光元件設置於該磊晶層內，且該深溝槽隔離結構貫穿該磊晶層。
如請求項1所述之影像感測器，另包括：一介電疊層，設置於該基底表面並覆蓋該感光元件與該深溝槽隔離結構；一內連線結構，設置於該介電疊層內；一光導管，對應該感光元件而設置於該介電疊層內；以及一彩色濾光層以及一微聚光鏡，依序設置於該介電疊層上，並對應該感光元件。
一種影像感測器的製作方法，包括：提供一半導體基底，並於該半導體基底之局部區域內形成一隔離元件；於該半導體基底上形成一磊晶層；於該磊晶層中形成一深溝槽隔離結構，其中該深溝槽隔離結構對應該隔離元件之一端；以及於該磊晶層表面形成一感光元件，其中該感光元件位於該深溝槽隔離結構的一側，該隔離元件與該感光元件在垂直於該半導體基底表面的方向上部分重疊，且該隔離元件位於該感光元件下方及該深溝槽隔離結構的底部下方，其中該深溝槽隔離結構設置於該感光元件與另一感光元件之間。
如請求項11所述之影像感測器的製作方法，其中該隔離元件自該深溝槽隔離結構往該感光元件橫向延伸，且該深溝槽隔離結構與該隔離元件之剖面具有一L形形狀。
如請求項11所述之影像感測器的製作方法，其中形成該隔離元件的製程包括：進行一離子佈植製程，以於該半導體基底之局部區域內形成一佈植區；以及進行一退火製程，以使該佈植區形成該隔離元件。
如請求項13所述之影像感測器的製作方法，其中該離子佈植製程包括對該半導體基底進行氧離子佈植，且該退火製程使該佈植區轉換成一局部埋入式氧化物層，以形成該隔離元件。
如請求項11所述之影像感測器的製作方法，其中形成該深溝槽隔離結構的製程包括：進行一第一蝕刻製程，以於該磊晶層中預定設置該深溝槽隔離結構的位置形成一淺溝槽；對該淺溝槽進行一第二蝕刻製程以形成一深溝槽，其中該深溝槽貫穿該磊晶層並暴露該隔離元件之頂部；以及於該深溝槽中填入一隔離材料以形成該深溝槽隔離結構。
如請求項15所述之影像感測器的製作方法，其中該隔離材料包括折射率低於該磊晶層與該半導體基底的材料。
如請求項15所述之影像感測器的製作方法，其中在形成該深溝槽後以及於該深溝槽中填入該隔離材料之前，另包括對該隔離元件進行一第三蝕刻製程，以使該隔離元件形成一空腔。
如請求項17所述之影像感測器的製作方法，其中在該深溝槽填入該隔離材料的製程中於該深溝槽隔離結構內形成一空洞，並且該空洞與該隔離元件之空腔互相連通。
如請求項18所述之影像感測器的製作方法，其中該空腔與該空洞內的折射介質為空氣。
如請求項11所述之影像感測器的製作方法，另包括：於該磊晶層表面形成一內連線結構與一介電疊層，其中該內連線結構設置於該介電疊層中；於該感光元件上的該介電疊層中形成一光導管；以及依序於該光導管上形成一彩色濾光層與一微聚光鏡。