專利名稱：圖像傳感器及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及圖像傳感器及其形成方法。
背景技術(shù)：
目前電荷耦合器件(charge coupled device, CCD)是主要的實用化固態(tài)圖 圖像傳感器件，它具有讀取噪聲低、動態(tài)范圍大、響應(yīng)靈敏度高等優(yōu)點。但是 CCD同時具有難以與主流的互補金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary - Metal -Oxide - Semiconductor, CMOS )技術(shù)相兼容的缺點，即以CCD為基石出的圖 像傳感器難以實現(xiàn)單芯片 一體化。而CMOS圖像傳感器(CMOS Image sensor, CIS)由于釆用了相同的CMOS技術(shù)，可以將像素單元陣列與外圍電路集成在 同一芯片上，與CCD相比，CIS具有體積小、重量輕、功耗低、編程方便、易 于控制以及平均成本低的優(yōu)點。
暗電流(Dark Current)是CIS工藝面臨的難題之一。對于半導(dǎo)體器件來說， 只要其溫度不是絕對零度，器件內(nèi)部的電子-空穴對就將處于產(chǎn)生、遷移和
湮滅的動態(tài)平衡中，溫度越高，電子-空穴對產(chǎn)生和遷移的速率就越快，暗 電流就越大。通常認(rèn)為，暗電流是在沒有入射光時光電二極管所釋放的電流 量，理想的圖像傳感器其暗電流應(yīng)該是零，但是，實際狀況是每個像素單元 中的光電二極管同時又充當(dāng)電容，當(dāng)電容慢慢釋放電荷時，即使沒有入射光， 暗電流的電壓也會與低亮度入射光的輸出電壓相當(dāng)。因此，在這些時候顯示 器上"圖像，，還是能被觀察到，這主要由于電容所積累的電荷釋放造成的。 因此，如何優(yōu)化光電二極管的制作工藝以減少CIS的暗電流成為本領(lǐng)域技術(shù)人 員面臨的首要問題。通常，CMOS圖像傳感器包括至少一個具有光敏感區(qū)域的像素單元。每個 像素單元包括形成于光敏感區(qū)域的光敏感元件和至少一個晶體管。當(dāng)有光線
入射到光敏感區(qū)域比如表面定扎(PIN)的光電二極管區(qū)域上，光電二極管中
積累由于入射光產(chǎn)生的光電子電荷。晶體管控制將光電子電荷的轉(zhuǎn)換成電信 號輸出。
現(xiàn)有技術(shù)的光電二極管區(qū)域參照圖1 A加以說明，在p型半導(dǎo)體襯底101上 形成有場氧化層102用于器件隔離。場氧化層102可以采用局部氧化硅 (LOCOS)形成，或者采用淺溝槽隔離(STI)方法形成。然后，在場氧化層
元的互相干4尤。
參照圖1B，在半導(dǎo)體襯底101上形成離子注入掩模版(未示出)以在p型 半導(dǎo)體襯底101上形成開口暴露出光電二極管區(qū)域3a和3b,然后進行第一離子 注入以形成n型第一摻雜阱104。然后，進行高劑量低能量的第二離子注入以 在第一摻雜阱104上半導(dǎo)體襯底101表面以下形成p型的第二摻雜阱105。然后， 將半導(dǎo)體襯底101進行退火，以便使注入的第一摻雜阱104和第二摻雜阱105進 行擴散。形成第二摻雜阱105的目的為形成定扎表面電荷的光電二極管。每個 光電二極管包括p型的第二摻雜阱105 、 n型的第 一摻雜阱104以及n型的第 一摻 雜阱104以下的p型半導(dǎo)體襯底101。
然而，采用上述技術(shù)形成的圖像傳感器的 一個致命缺陷是相鄰像素單元 的光電二極管之間產(chǎn)生的漏電流，盡管電荷阻擋層103位于器件隔離層102以 下，由于第一摻雜阱104是通過低劑量高能量注入形成，注入深度比較深，產(chǎn) 生的漏電流不能被有效阻止。入射到相鄰像素單元的光線由于互連金屬線 (interconnect step height)的遮光會引入異常信號；同時，相鄰像素單元的漏 電流引入了較大干擾信號，降低了圖像傳感器的信噪比。為此，專利號為6545302的美國專利公開了一種圖像傳感器，參照圖2， 該發(fā)明的圖像傳感器包括第一像素單元和第二像素單元，每個像素單元包括 具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底301和形成于半導(dǎo)體襯底301中的器件隔離層 302;形成于器件隔離層302之下的電荷阻擋層303;形成于第一像素單元和第 二像素單元的光電二極管區(qū)域和器件隔離層302之間的深溝槽305;形成于半 導(dǎo)體襯底301表面的第一像素單元的光電二極管區(qū)域的具有第一導(dǎo)電類型的 第 一摻雜阱306;以及在深溝槽305內(nèi)的絕緣層311 (insulating member);以 及形成于半導(dǎo)體襯底301中的位于第一摻雜阱306之下的具有第二導(dǎo)電類型的 第二摻雜阱308。
上述專利采用深溝槽把相鄰像素單元的光電二極管區(qū)域進行隔離，以阻 止漏電流，防止相鄰像素單元之間產(chǎn)生干擾信號。但是采用上述技術(shù)，由于 深溝槽和器件隔離層并行存在相鄰光電二極管區(qū)域之間，減小了光電二極管 的有效面積，因此像素單元對光的響應(yīng)速度和質(zhì)量都會下降而影響像素單元 的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術(shù)中CMOS圖像傳感器產(chǎn)生的暗電流較大以 及位于相鄰像素單元的光電二極管之間的深溝槽與器件隔離層并排，減小了
光電二極管的有效面積，使得像素單元對光的響應(yīng)速度和質(zhì)量都會下降而影 響像素單元的性能。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器，包括具有第一導(dǎo)電類 型的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū) 域，每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；位于半導(dǎo)體襯底中的、第一像 素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間的 器件隔離層；位于光電二極管區(qū)域具有第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱，所述第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；及位于半導(dǎo)體襯底表面下第一摻雜阱上的
具有第一導(dǎo)電類型的第二摻雜阱；在半導(dǎo)體襯底中還形成有深溝槽，所述深 溝槽貫穿器件隔離層，所述深溝槽具有底部和側(cè)壁，所述深溝槽的底部位于
第一摻雜阱之下；位于深溝槽的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體村底表面的第一絕緣層； 填充在深溝槽內(nèi)的第一絕緣層上的導(dǎo)電層；以及位于導(dǎo)電層之上的金屬線層。
所述深溝槽環(huán)繞第 一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的周圍。 所述深溝槽的寬度為0.15至0.5微米，深度為4至7微米。
所述第一絕緣層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者其組合構(gòu)成。
位于半導(dǎo)體襯底中器件隔離層下區(qū)域還形成有電荷阻擋層，所述深溝槽 貫穿電荷阻擋層，所述電荷阻擋層具有第一導(dǎo)電類型。
所述電荷阻擋層位于隔離層底部和第一摻雜阱的底部之間。
在每個像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域還形成有第三摻雜阱，所述第三 摻雜阱位于深溝槽之下，所述第三摻雜阱具有第 一導(dǎo)電類型。
所述器件隔離層為局域氧化(LOCOS)形成的場氧化層或者為淺溝槽隔 離(STI)。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種圖像傳感器的形成方法，包括提供具有第一 導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一像素單元區(qū)域和第二像素 單元區(qū)域，每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底中、第一 像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間 形成器件隔離層；在半導(dǎo)體襯底中形成深溝槽，所述深溝槽貫穿器件隔離層， 所述深溝槽具有底部和側(cè)壁，所述深溝槽的底部位于第一摻雜阱之下；在深 溝槽的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體襯底表面形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成 導(dǎo)電層以填充深溝槽；在導(dǎo)電層上形成金屬線層；在光電二極管區(qū)域形成具 有第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱，所述第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；在半導(dǎo)體襯底表面下第 一摻雜阱上形成具有第 一導(dǎo)電類型的第二摻雜阱；將半 導(dǎo)體襯底進行退火使第 一摻雜阱和第二摻雜阱內(nèi)的摻雜離子進行擴散均勻。
所述深溝槽具有底部，所述底部比第二#^雜阱深。
所述深溝槽位于第一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的周圍。
所述深溝槽的寬度為0.15至0.5微米，深度為4至7微米。
所述第一絕緣層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者其組合構(gòu)成。
形成器件隔離層步驟之后還包括在半導(dǎo)體襯底中器件隔離層下區(qū)域形成 電荷阻擋層，所述深溝槽貫穿電荷阻擋層，所述電荷阻擋層具有第一導(dǎo)電類 型。
所述電荷阻擋層位于隔離層底部和第 一摻雜阱底部之間。
形成第二摻雜阱之后還包括在每個像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域形成 第三摻雜阱，所述第三摻雜阱位于深溝槽之下，所述第三摻雜阱具有第一導(dǎo) 電類型。
所述器件隔離層為局域氧化(LOCOS)形成的場氧化層或者為淺溝槽隔 離(STI)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過采用深溝槽對像素 單元之間的光電二極管區(qū)域進行隔離，能夠有效地阻止相鄰像素單元的光電 二極管區(qū)域產(chǎn)生的漏電流；同時由于深溝槽貫穿器件隔離層，其底部位于光 電二極管的第一摻雜阱之下，因此沒有減小光電二極管區(qū)域面積，使得光電 二極管性能得到保證。同時，通過在金屬線層對填充在深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電層上 加正電壓，可以進一步減少相鄰像素單元之間的漏電流包括暗電流和當(dāng)光線 過強日于產(chǎn)生的溢出載流子(overflow carrier )。


圖1A至1B是現(xiàn)有技術(shù)的形成CM0S圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是另一現(xiàn)有技術(shù)的形成CM0S圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E、圖3F、圖3G、圖3H是本發(fā)明的 形成CMOS圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖一個實施例；圖3B，是本發(fā)明的一個實施例的形成深溝槽結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種采用溝槽隔離相鄰光電二極管區(qū)域的圖像傳感器。本發(fā) 明采用深溝槽對圖像傳感器進行隔離，且深溝槽貫穿器件隔離層，其底部位 于光電二極管的第 一摻雜阱之下，能夠有效地阻止相鄰像素單元的光電二極 管區(qū)域產(chǎn)生的漏電流，同時，沒有減小光電二極管區(qū)域面積，使得光電二極 管性能得到保證。本發(fā)明首先提供一種圖像傳感器的形成方法，包括提供具有第一導(dǎo)電 類型的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一像素單元區(qū)域和第二像素單元 區(qū)域，每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底中、第一像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間形成器件隔離層；在半導(dǎo)體襯底中形成深溝槽，所述深溝槽貫穿器件隔離層，所 述深溝槽具有底部和側(cè)壁，所述深溝槽的底部位于第一摻雜阱之下；在深溝槽的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體襯底表面形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成導(dǎo) 電層以填充深溝槽；在導(dǎo)電層上形成金屬線層；在光電二極管區(qū)域形成具有 第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱，所述第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；在半 導(dǎo)體襯底表面下第一摻雜阱上形成具有第一導(dǎo)電類型的第二摻雜阱；將半導(dǎo) 體襯底進行退火使第 一摻雜阱和第二摻雜阱內(nèi)的摻雜離子進行擴散均勻。下面參照附圖對本發(fā)明的圖像傳感器的形成方法加以詳細(xì)說明。首先，參照附圖3A,提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底201,所述半導(dǎo)體襯底201可以為硅、絕緣體上硅薄膜(SOI)、砷化鎵等，本實施例中的 半導(dǎo)體襯底201為硅，所屬第一導(dǎo)電類型可以為p型或者n型，本實施例中 的半導(dǎo)體襯底201為p型。把所述半導(dǎo)體襯底201包括第一像素單元區(qū)域I和第二像素單元區(qū)域II, 每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底201中第一像素單元區(qū)域I的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域II的光電二極管區(qū)域之間形成 器件隔離層202。所述器件隔離層202可以采用局部氧化硅(LOCOS )形成， 或者采用淺溝槽隔離(STI)方法形成。然后，在半導(dǎo)體襯底201中器件隔離層202下區(qū)域形成電荷阻擋層203， 所述電荷阻擋層203具有第一導(dǎo)電類型，即本實施例中的p型。形成所述電 荷阻擋層203的目的為阻擋相鄰像素單元的光電二極管區(qū)域產(chǎn)生的浮動電荷， 產(chǎn)生漏電流而相互干擾。形成所述電荷阻擋層203的工藝為在半導(dǎo)體襯底 201上形成第一光刻膠層，暴露處器件隔離層202區(qū)域，向器件隔離層202區(qū) 域進行p型離子注入，所述p型離子注入的離子為B離子，注入的劑量范圍 為1.0 x 10E12至5.0 x 10E13cm-2，注入的能量范圍為200至800KeV。然后，參照圖3B，為在半導(dǎo)體襯底201中形成深溝槽204結(jié)構(gòu)示意圖， 所述深溝槽204貫穿器件隔離層202和電荷阻擋層203,本實施例的貫穿可以 在器件隔離層202所在區(qū)域的任何位置，原則上不會超出器件隔離層202所 在區(qū)域，即不會造成每個光電二極管區(qū)域面積的浪費均在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)，本實施例中的深溝槽204位于器件隔離層202所在區(qū)域的中心位置， 在此不應(yīng)過多限制本發(fā)明的保護范圍。所述深溝槽204具有底部和側(cè)壁。所 述深溝槽204的深度范圍為4至7微米，深溝槽的寬度為0.15至0.5微米。 所述深溝槽204位于第一像素和第二像素的周圍，具體請參照圖3B，。本實施 例的深溝槽204貫穿于器件隔離層202和電荷阻擋層203，不會造成像素單元 區(qū)域的光電二極管區(qū)域面積的浪費，同時防止了相鄰像素單元的光電二極管之間產(chǎn)生漏電 流。參照圖3C，形成深溝槽204之后，在深溝槽204的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體 襯底201的表面形成第一絕緣層205，所述第一絕緣層205可以為氧化硅、氮 化硅、氮氧化硅等絕緣材料。參照圖3D,在深溝槽204內(nèi)第一絕緣層205上形成導(dǎo)電層206以填充深 溝槽204，然后進行平坦化。所述導(dǎo)電層206可以為金屬或者摻雜多晶硅材料。 作為本發(fā)明的一個實施方式，所述導(dǎo)電層206為摻雜的多晶硅材料。形成所 述導(dǎo)電層為本技術(shù)領(lǐng)域人員公知技術(shù)，在此不作贅述。參照圖3E，在導(dǎo)電層206上形成金屬線層207。所述金屬線層207為金 屬A1。外接電壓通過金屬線層207施加至導(dǎo)電層206。參照圖3F,在半導(dǎo)體襯底201中光電二極管區(qū)域進行第一n型離子注入， 形成第一摻雜阱209,所述第一摻雜阱209具有第二導(dǎo)電類型，所述第二導(dǎo)電 類型與第一導(dǎo)電類型相反，在本實施例中，第二導(dǎo)電類型為n型，作為光電 二^l管的一^L所述第一n型離子注入的離子為As離子或者P離子，第一n 型離子注入的能量范圍為80至600KeV;劑量范圍為5.0xlOE11至8.0 x 10E12cm—2。所述隔離阱204的底部位于第一摻雜阱209之下深度范圍為3至 5微米。參照圖3G，在半導(dǎo)體襯底201表面下第一摻雜阱209上形成第二摻雜阱 210,所述第二摻雜阱210具有第一導(dǎo)電類型。形成所述第二摻雜阱210為通 過第二p型離子注入形成，第二p型離子注入的離子為B離子，注入的劑量 范圍為l.Ox 10E12至5.0x 10E13cm-2，能量范圍為10至100KeV。形成第二 摻雜阱210的目的為定扎光電二極管表面的可動電荷，防止暗電流的產(chǎn)生。參照3H，在每個像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域形成第三摻雜阱208, 所述第三摻雜阱208位于深溝槽204之下。所述第三摻雜阱208具有第一導(dǎo)電類型，即p型。形成所述第三摻雜阱208的目的為配合深溝槽實現(xiàn)更好的 隔離作用。形成所述第三摻雜阱208工藝為向半導(dǎo)體襯底201中進行第三p 型離子注入，所述p型離子為B離子，所述第三p型離子注入能量為l至5MeV; 所述第三p型離子注入的劑量為2.5 x 10E12至2.5 x 10E13 cm-2,第一n型離子注入、第二p型和第三p型離子注入之后，將半導(dǎo)體襯底 進行退火，以便使第一摻雜阱209、第二摻雜阱210和第三摻雜阱208內(nèi)的注 入的離子進行擴散均勻。然后，在金屬線層207上加正電壓Vcc，以減少相鄰像素單元之間的漏電 流包括暗電流和當(dāng)光線過強時產(chǎn)生的溢出載流子(overflow carrier )?；谏鲜龉に噷嵤┲螅纬杀景l(fā)明的一種圖像傳感器，參照圖3G，包 括具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底201，所述半導(dǎo)體襯底201包括第一像素 單元區(qū)域I和第二像素單元區(qū)域II,每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域； 位于半導(dǎo)體襯底201中的、第一像素單元區(qū)域I的光電二極管區(qū)域和第二像素 單元區(qū)域II的光電二極管區(qū)域之間的器件隔離層202;位于光電二極管區(qū)域 具有第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱209,所述第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相 反；及位于半導(dǎo)體襯底表面下第一摻雜阱209上的具有第一導(dǎo)電類型的第二 摻雜阱210;在半導(dǎo)體襯底201中還形成有深溝槽204,所述深溝槽204貫穿 器件隔離層202，所述深溝槽204具有底部和側(cè)壁，所述深溝槽204的底部位 于第一摻雜阱209之下；位于深溝槽204的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體襯底201表 面的第一絕緣層205;填充在深溝槽204內(nèi)的第一絕緣層205上的導(dǎo)電層206; 以及位于導(dǎo)電層206之上的金屬線層207。本發(fā)明的圖像傳感器通過采用深溝槽對像素單元之間的光電二極管區(qū)域 進行隔離，能夠有效地阻止相鄰像素單元的光電二極管區(qū)域產(chǎn)生的漏電流。 同時由于深溝槽貫穿器件隔離層，其底部位于光電二極管的第 一摻雜阱之下，因此沒有減小光電二極管區(qū)域面積，使得光電二極管性能得到保證。同時，通過在金屬線層207對填充在深溝槽204內(nèi)的導(dǎo)電層206上加正電壓，可以 進一步減少相鄰像素單元之間的漏電流包括暗電流和當(dāng)光線過強時產(chǎn)生的溢 出載流子(overflow carrier )。雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改， 因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器，包括具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域，每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；位于半導(dǎo)體襯底中的、第一像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間的器件隔離層；位于光電二極管區(qū)域具有第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱，所述第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型相反；及位于半導(dǎo)體襯底表面下第一摻雜阱上的具有第一導(dǎo)電類型的第二摻雜阱；其特征在于，在半導(dǎo)體襯底中還形成有深溝槽，所述深溝槽貫穿器件隔離層，所述深溝槽具有底部和側(cè)壁，所述深溝槽的底部位于第一摻雜阱之下；位于深溝槽的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體襯底表面的第一絕緣層；填充在深溝槽內(nèi)的第一絕緣層上的導(dǎo)電層；以及位于導(dǎo)電層之上的金屬線層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述深溝槽環(huán)繞第一像 素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的周圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述深溝槽的寬度為0.15 至0.5微米，深度為4至7微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一絕緣層為氧化 硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者其組合構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，位于半導(dǎo)體襯底中器件 隔離層下區(qū)域還形成有電荷阻擋層，所述深溝槽貫穿電荷阻擋層，所述電 荷阻擋層具有第一導(dǎo)電類型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器，其特征在于，所述電荷阻擋層位于隔 離層底部和第一#^雜阱的底部之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，在每個像素單元區(qū)域的 光電二極管區(qū)域還形成有第三摻雜阱，所述第三摻雜阱位于深溝槽之下， 所述第三摻雜阱具有第 一導(dǎo)電類型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述器件隔離層為局域氧化(LOCOS)形成的場氧化層或者為淺溝槽隔離(STI)。
9. 一種圖像傳感器的形成方法，其特征在于，包括 提供具有第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括第一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域，每個像素單元區(qū)域具有光電二極管區(qū)域；在半導(dǎo)體襯底中、第一像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間形成器件隔離層；在半導(dǎo)體襯底中形成深溝槽，所述深溝槽貫穿器件隔離層，所述深溝槽具 有底部和側(cè)壁，所述深溝槽的底部位于第一摻雜阱之下；在深溝槽的底部、側(cè)壁和半導(dǎo)體襯底表面形成第一絕緣層；在第一絕緣層上形成導(dǎo)電層以填充深溝槽；在導(dǎo)電層上形成金屬線層；在光電二極管區(qū)域形成具有第二導(dǎo)電類型的第一摻雜阱，所述第二導(dǎo)電類 型與第一導(dǎo)電類型相反；在半導(dǎo)體襯底表面下第 一摻雜阱上形成具有第 一導(dǎo)電類型的第二摻雜阱； 將半導(dǎo)體襯底進行退火使第一摻雜阱和第二摻雜阱內(nèi)的摻雜離子進行擴散均勻。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述深溝槽 具有底部，所述底部比第二#^雜阱深。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述深溝槽 位于第一像素單元區(qū)域和第二像素單元區(qū)域的周圍。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述深溝槽的寬度為0.15至0.5微米，深度為4至7微米。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述第一絕緣層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一種或者其組合構(gòu)成。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，形成器件隔 離層步驟之后還包括在半導(dǎo)體襯底中器件隔離層下區(qū)域形成電荷阻擋層， 所述深溝槽貫穿電荷阻擋層，所述電荷阻擋層具有第一導(dǎo)電類型。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述電荷阻 擋層位于隔離層底部和第 一摻雜阱底部之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，形成第二摻 雜阱之后還包括在每個像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域形成第三摻雜阱， 所述第三摻雜阱位于深溝槽之下，所述第三摻雜阱具有第一導(dǎo)電類型。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述器件隔 離層為局域氧化(LOCOS)形成的場氧化層或者為淺溝槽隔離(STI)。
全文摘要
一種圖像傳感器，包括位于相鄰像素單元區(qū)域的光電二極管區(qū)域之間的器件隔離層；位于半導(dǎo)體襯底表面下光電二極管區(qū)域的具有第一導(dǎo)電類型的第一摻雜阱及位于第一摻雜阱下具有第二導(dǎo)電類型的第二摻雜阱；在半導(dǎo)體襯底中還形成貫穿器件隔離層的深溝槽，所述深溝槽的底部位于第二摻雜阱之下。本發(fā)明通過采用深溝槽對像素單元之間的光電二極管區(qū)域進行隔離，能夠有效地阻止相鄰像素單元的光電二極管區(qū)域產(chǎn)生漏電流；同時由于深溝槽貫穿器件隔離層，其底部位于光電二極管的第一摻雜阱之下，因此沒有減小光電二極管區(qū)域面積，使得光電二極管性能得到保證。
文檔編號H01L21/822GK101286519SQ200710039478
公開日2008年10月15日 申請日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者吳永皓, 楊建平, 蒲月皎, 霍介光 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司