[发明专利]采用共形掺杂的图像传感器沟槽隔离

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，本发明涉及一种采用共形掺杂的图像传感器沟槽隔离。

背景技术

半导体图像传感器用于感应诸如光的辐射。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器广泛用于各种用途，比如数码相机或移动电话相机用途。这些器件应用衬底(包括光电二极管和晶体管)中的像素阵列，其可以吸收投向衬底的辐射并将感应的辐射转换成电信号。

近些年来，半导体集成电路(IC)产业经历了快速增长。IC材料和设计方面的技术进步产生了数代IC，其中，每代IC都具有比上一个代IC更小且更复杂的电路。作为IC发展的一部分，对于半导体图像传感器，辐射感应像素的尺寸稳步减小。随着像素和邻近像素之间的分离持续缩小，诸如过多的暗电流和串扰(cross-talk)的问题变得更难以控制。解决暗电流和串扰问题的常规方法成本一直都很高且需要复杂的实现方式。即使那样，采用常规方法制造的图像传感器仍可能具有较弱的暗电流和串扰性能。

因此，虽然现有的半导体图像传感器大体上足以实现其预期用途，但在并非在每个方面都完全令人满意。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种半导体图像传感器器件，包括：衬底；第一像素和第二像素，设置在所述衬底中，所述第一像素和所述第二像素是相邻像素；隔离结构，设置在所述衬底中以及所述第一像素和所述第二像素之间；以及掺杂隔离器件，设置在所述衬底中以及所述第一像素和所述第二像素之间，其中，所述掺杂隔离器件以共形方式围绕所述隔离结构。

在该半导体图像传感器器件中，所述第一像素和所述第二像素均包括掺杂辐射感应区。

在该半导体图像传感器器件中，所述掺杂隔离器件和所述掺杂辐射感应区具有不同的掺杂极性。

在该半导体图像传感器器件中，所述第一像素的深度和所述第二像素的深度小于所述隔离结构的深度。

在该半导体图像传感器器件中，所述隔离结构包含介电材料。

在该半导体图像传感器器件中，所述隔离结构包括深沟槽隔离(DTI)器件。

在该半导体图像传感器器件中，所述半导体图像传感器器件是背照式(BSI)图像传感器器件。

在该半导体图像传感器器件中，所述半导体图像传感器器件是前照式(FSI)图像传感器器件。

根据本发明的另一方面，提供了一种半导体图像传感器器件，包括：衬底；多个辐射感应区，形成于所述衬底中，所述辐射感应区具有第一掺杂极性；多个深沟槽隔离(DTI)器件，形成在所述衬底中，其中，每对相邻的辐射感应区均通过相应的所述DTI器件之一相互分隔开；以及多个掺杂区，形成在所述衬底中，并且具有与所述第一掺杂极性相反的第二掺杂极性，其中，每个DTI器件均以共形方式被相应的所述掺杂区之一围绕。

在该半导体图像传感器器件中，每个所述辐射感应区均包括具有作为掺杂剂的砷或磷的光电二极管，并且其中，所述掺杂区具有作为掺杂剂的硼。

在该半导体图像传感器器件中，所述DTI器件延伸至比所述辐射感应区更深的所述衬底中。

在该半导体图像传感器器件中，还包括：互连结构，形成在所述衬底的正面上；以及滤色器层和微透镜层，形成在所述衬底的与所述正面相对的背面上。

在该半导体图像传感器器件中，还包括：互连结构，形成在所述衬底的正面上；以及滤色器层和微透镜层，形成在所述衬底的所述正面上方，所述滤色器层和所述微透镜层形成在所述正面上的所述互连结构上方。

根据本发明的又一方面，提供了一种制造半导体图像传感器器件的方法，包括：在半导体衬底中形成开口；在所述衬底中采用固相掺杂工艺和气相掺杂工艺之一形成掺杂区，其中，以共形方式形成围绕所述开口的所述掺杂区；用介电材料填充所述开口；以及在所述衬底中形成第一辐射感应区和第二辐射感应区，其中，在所述开口的相对侧上形成所述第一辐射感应区和所述第二辐射感应区。

在该方法中，采用掺杂剂扩散工艺来实施所述固相掺杂工艺和所述气相掺杂工艺。

在该方法中：采用硼硅酸盐玻璃(BSG)材料和热处理工艺来实施所述固相掺杂工艺；以及采用三乙基硼烷(TEB)气体来实施所述气相掺杂工艺。

在该方法中，不采用离子注入来执行形成所述掺杂区的步骤。

在该方法中：通过由所述介电材料填充所述开口来形成深沟槽隔离(DTI)器件的方式执行形成所述开口和填充所述开口的步骤。