采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及圖像傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種采用深溝槽隔離的圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器可分為互補金屬氧化物(CMOS)圖像傳感器和電荷耦合器件(CXD)圖像傳感器。CCD圖像傳感器的優(yōu)點是對圖像敏感度較高且噪聲小，但是CCD圖像傳感器與其他器件的集成比較困難，而且C⑶圖像傳感器的功耗較高。相比之下，CMOS圖像傳感器具有工藝簡單、易與其他器件集成、體積小、重量輕、功耗小、成本低等優(yōu)點。因此，隨著技術(shù)發(fā)展，CMOS圖像傳感器越來越多地取代CXD圖像傳感器應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中。目前CMOS圖像傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于靜態(tài)數(shù)碼相機、照相手機、數(shù)碼攝像機、醫(yī)療用攝像裝置(例如胃鏡)、車用攝像裝置等。
[0003]現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器的制作過程中于像素區(qū)的陣列排布的像素單元需要通過溝槽進行物理隔離、電學隔離，現(xiàn)有技術(shù)中往往采用先做圖像傳感器器件再制作深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的方法，但這種方法會引起深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的缺陷難以去除，若采用高溫熱氧化工藝去除，由于加熱溫度往往高于800攝氏度，會導致圖像傳感器器件的功能損害，影響圖像傳感器器件的質(zhì)量。為了提高光電二級管的感光性(Sensitivity)和電子飽和度(range)，傳統(tǒng)的方法是加深光電二級管的深度，并提供高能粒子注入的方式，會引入較大的注入缺陷，此外，CMOS圖像傳感器制作方式中也在尋求如何提高載流子的迀移效率、防止暗電流、提高信噪比的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種采用深溝槽隔離的圖像傳感器，以解決深溝槽隔離的缺陷難以去除，若采用高溫熱氧化工藝去除，由于加熱溫度往往高于800攝氏度，會導致圖像傳感器器件的功能損害，影響圖像傳感器器件質(zhì)量的問題。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供一種采用深溝槽隔離的圖像傳感器，包括:襯底；位于所述襯底上的若干隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)隔離像素單元；覆蓋隔離結(jié)構(gòu)的外延單晶硅層；位于所述外延單晶硅層中的部分圖像傳感器器件。
[0006]優(yōu)選地，所述隔離結(jié)構(gòu)包括位于所述襯底中的若干深溝槽，以及填充至所述深溝槽中的介質(zhì)和導電材質(zhì)。
[0007]優(yōu)選地，所述隔離結(jié)構(gòu)包括位于所述外延單晶硅層中的若干深溝槽，以及填充至所述深溝槽中的介質(zhì)和導電材質(zhì)。
[0008]優(yōu)選地，所述隔離結(jié)構(gòu)中的導電材質(zhì)與預設(shè)電壓相連。
[0009]優(yōu)選地，所述深溝槽的深度為I微米~5微米。
[0010]優(yōu)選地，所述深溝槽的關(guān)鍵尺寸為0.01微米~1微米。
[0011]優(yōu)選地，所述隔離結(jié)構(gòu)包圍區(qū)域的硅具有由界面向硅中心方向的濃度梯度分布的慘雜層。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)勢:
[0013]本實用新型的技術(shù)方案中，于形成圖像傳感器器件之前形成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)的表面形狀較好、缺陷較少，并且可以通過外延高溫過程進行修復，進一步消除缺陷的影響，使得隔離結(jié)構(gòu)的界面更加優(yōu)良，由于深溝槽隔離結(jié)構(gòu)在器件之前形成，工藝手段、環(huán)境的可選擇性較廣，無需考慮對器件的損害，用于形成器件的外延單晶硅層在隔離結(jié)構(gòu)形成后生長，高溫制程保證了不會有應(yīng)力傳導進硅器件區(qū)域，保證了圖像傳感器器件性會K。
【附圖說明】
[0014]通過說明書附圖以及隨后與說明書附圖一起用于說明本實用新型某些原理的【具體實施方式】，本實用新型所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或得以更為具體地闡明。
[0015]圖1為本實用新型采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法的步驟流程圖；
[0016]圖2至圖9為本實用新型第一實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法部分步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2至圖13為本實用新型第二實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法部分步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖 14 至圖 18、圖 19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A、26A、27A、圖 28 至圖 30 為本實用新型第三實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖 14 至圖 18、圖 19B、20B、21B、22B、23B、24B、25B、26B、圖 28 至圖 30 為本實用新型第四實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法部分步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖 14 至圖 18、圖 19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A、26A、27A、圖 31 至圖 35 為本實用新型第五實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖 14 至圖 18、圖 19B、20B、21B、22B、23B、24B、25B、26B、圖 31 至圖 35 為本實用新型第六實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法部分步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖36至圖39為本實用新型第七、第八實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法部分步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖40A、40B分別為本實用新型第九、第十實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法中一步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)有的圖像傳感器制作過程中，于圖像傳感器器件完成后再進行深溝槽隔離結(jié)構(gòu)的制作，由于關(guān)鍵器件已經(jīng)形成，在后續(xù)深溝槽隔離結(jié)構(gòu)形成過程中需要溫度、環(huán)境的多種因素考量，既要保證隔離結(jié)構(gòu)表面的界面良好性又要防止損傷器件。由于在形成隔離結(jié)構(gòu)過程中會帶來表面缺陷，表面缺陷會導致載流子的依附，會增大噪聲，修復該類缺陷一般又需要高溫等多種特殊環(huán)境，會影響甚至損害圖像傳感器器件性能。
[0025]因此，本實用新型提出一種采用深溝槽隔離的圖像傳感器，于形成圖像傳感器器件之前預先形成隔離結(jié)構(gòu)，該隔離結(jié)構(gòu)的表面形狀較好、缺陷較少，并且可以通過外延高溫過程進行修復，進一步消除缺陷的影響，使得隔離結(jié)構(gòu)的界面更加優(yōu)良。此外，形成深溝槽隔離結(jié)構(gòu)在形成器件之前，工藝手段、環(huán)境的可選擇性較廣，無需考慮對器件的損害，用于形成器件的外延單晶硅層在隔離結(jié)構(gòu)形成后生長，高溫制程保證了不會有應(yīng)力傳導進硅器件區(qū)域，保證了圖像傳感器器件性能。
[0026]下面結(jié)合本實用新型的說明書附圖及如下若干實施例對本實用新型進行具體闡述。
[0027]如圖1所示，本實用新型的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法包括如下步驟:提供襯底；于所述襯底上形成隔離像素單元的隔離結(jié)構(gòu)；采用選擇性外延的方式形成覆蓋隔離結(jié)構(gòu)的外延單晶硅層；在所述外延單晶硅層中形成圖像傳感器的部分器件。
[0028]其中，在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，形成隔離結(jié)構(gòu)的步驟可以為:在襯底上形成若干深溝槽，填充介質(zhì)和導電材質(zhì)至深溝槽中以形成隔離結(jié)構(gòu)。
[0029]在本實用新型的另一優(yōu)選實施例中，形成隔離結(jié)構(gòu)的步驟也可以為:在襯底上形成介質(zhì)層，刻蝕介質(zhì)層以形成若干凸起的隔離結(jié)構(gòu)。
[0030]圖2至圖9為本實用新型第一實施例所提供的采用深溝槽隔離的圖像傳感器的制造方法各步驟對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]參見圖2，首先提供襯底100，該襯底100為制作圖像傳感器器