[发明专利]背照式图像传感器及其形成方法

说明书

一种背照式图像传感器，包括：衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述衬底包括像素区和隔离区，所述隔离区与所述像素区相邻，且所述隔离区围绕所述像素区；位于所述衬底隔离区内的隔离凹槽，所述隔离凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽顶部位于第一表面，所述第一凹槽底部与第二凹槽顶部相通，且在平行于衬底表面方向上，所述第一凹槽尺寸大于所述第二凹槽尺寸；位于隔离凹槽内的隔离层。所述背照式图像传感器的性能得到提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种背照式图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。目前，CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

CMOS图像传感器包括前照式(FSI)图像传感器和背照式(BSI)图像传感器。在背照式图像传感器中，光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的感光二极管上，从而将光能转化为电能。

随着器件集成度的提高，图像传感器中像素单元密度随之增大，相邻像素单元之间的串扰(crosstalk)和暗电流(dark current)不断增大，影响了图像传感器的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种背照式图像传感器及其形成方法，减小暗电流，以提高背照式图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种背照式图像传感器的形成方法，包括：衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述衬底包括像素区和隔离区，所述隔离区与所述像素区相邻，且所述隔离区围绕所述像素区；位于所述衬底隔离区内的隔离凹槽，所述隔离凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽顶部位于第一表面，所述第一凹槽底部与第二凹槽顶部相通，且在平行于衬底表面方向上，所述第一凹槽尺寸大于所述第二凹槽尺寸；位于隔离凹槽内的隔离层。

可选的，在平行于衬底表面方向上，所述第二凹槽的尺寸与所述第一凹槽的尺寸比例为1:20～1:2；所述第一凹槽在平行于衬底表面方向上的尺寸为100nm～1000nm；所述第二凹槽在平行于衬底表面方向上的尺寸为50nm～300nm。

可选的，所述第一凹槽尺寸与所述第二凹槽尺寸的差为50nm～950nm。

可选的，所述第一凹槽深度与隔离凹槽深度的比例为1:500～1:2；所述第一凹槽深度为30nm～600nm。

可选的，所述衬底还包括感光结构，所述感光结构位于像素区的衬底内，且所述第二表面暴露出所述感光结构。

可选的，所述衬底还包括浅沟槽隔离层，所述浅沟槽隔离层位于隔离区的衬底内，且所述衬底的第二表面暴露出浅沟槽隔离层。

可选的，还包括：位于衬底第一表面上的隔离栅格层、滤光层和透镜层，所述隔离栅格层位于隔离区的衬底表面，所述滤光层位于像素区的衬底第一表面，所述滤光层位于隔离栅格层之间，所述透镜层位于滤光层表面。

本发明还提供一种背照式图像传感器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，所述衬底包括像素区和隔离区，所述隔离区与所述像素区相邻，且所述隔离区围绕所述像素区；在所述隔离区的衬底内形成隔离凹槽，所述隔离凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽顶部位于第一表面，所述第一凹槽底部与第二凹槽顶部相通，且在平行于衬底表面方向上，所述第一凹槽尺寸大于所述第二凹槽尺寸；在所述隔离凹槽内形成隔离层。