[发明专利]器件结构形成方法以及图像传感器形成方法

说明书

本发明提供一种器件结构形成方法以及图像传感器的形成方法。该器件结构形成方法包括：在半导体衬底上形成DARC层(介电抗反射层)，以所述DARC层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成第一沟槽的第一部分和第二沟槽，再以第二图形化的光刻胶层和DARC层为掩模，刻蚀所述半导体衬底以形成第一沟槽的第二部分，所述第一沟槽的第二部分与所述第一沟槽的第一部分连通，所述第一沟槽的第一部分和第二部分的深度之和大于所述第二沟槽的深度，其简化了工艺流程。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种器件结构形成方法以及图像传感器形成方法。

背景技术

在半导体技术领域中，图像传感器是一种能将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器大体上可以分为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，简称CCD)传感器和互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensor，简称CIS)两种。CCD图像传感器的优点是图像敏感度较高、噪音小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且CCD图像传感器功耗较高。相比之下，CIS图像传感器由于具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点而逐渐取代CCD 图像传感器的地位。现今CIS图像传感器被广泛应用于智能电话、数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等领域之中。

目前，CIS图像传感器为了获得更高的量子效率，引入了电容式沟槽隔离(CDTI，Capacitive Deep Trench Isolation)和深沟槽隔离(DTI，Deep Trench Isolation)的双深度沟槽隔离结构。但发明人发现，得到该双深度沟槽隔离结构的整个工艺过程繁冗、复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种器件结构形成方法，以简化工艺流程。

为了实现上述目的，本发明提供了一种器件结构形成方法，包括：

在半导体衬底上形成介电抗反射层；在所述介电抗反射层上形成第一图形化的光刻胶层，并以所述第一图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述介电抗反射层形成第一开口，再去除所述第一图形化的光刻胶层；以所述介电抗反射层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底，以在对应所述第一开口处形成第一沟槽的第一部分和第二沟槽；在所述介电抗反射层上形成第二图形化的光刻胶层，所述第二图形化的光刻胶层填充所述第一沟槽的第一部分和第二沟槽，并以所述第二图形化的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述介电抗反射层形成第二开口，所述第二开口位于所述第一沟槽的第一部分上方；以及以所述第二图形化的光刻胶层和介电抗反射层为掩膜，刻蚀所述半导体衬底以形成第一沟槽的第二部分，所述第一沟槽的第二部分与所述第一沟槽的第一部分连通，以形成第一沟槽，再去除所述第二图形化的光刻胶层以及所述介电抗反射层。

可选的，在所述第一沟槽以及所述第二沟槽中形成填充层。

可选的，所述介电抗反射层的厚度为

可选的，所述第二开口的开口宽度大于所述第一沟槽的第一部分的宽度。

可选的，所述第一沟槽的第一部分与所述第二沟槽的深度均为 0.2～0.6μm，所述第一沟槽的深度为1.5～3μm。

可选的，所述填充层的材质是钨或氧化钨。进一步的，形成填充层的步骤包括：

采用物理气相沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述第一沟槽以及所述第二沟槽中形成填充材料；以及通过化学机械研磨工艺去除所述第一沟槽以及所述第二沟槽之外的填充材料，以在所述第一沟槽以及所述第二沟槽中形成填充层。

本发明还提供了一种图像传感器的形成方法，包括：采用如上所述的器件结构形成方法形成第一沟槽以及第二沟槽；以及在所述第一沟槽以及所述第二沟槽中形成填充层，以形成电容式沟槽隔离结构以及深沟槽隔离结构。