[发明专利]背照式图像传感器及其形成方法

说明书

本发明提供了一种背照式图像传感器，包括有源层，所述有源层设置有：光电二极管；深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构设置于所述光电二极管之间，该深沟槽隔离结构被配置为从所述有源层的背面起始，向所述有源层的正面延伸；所述深沟槽隔离结构包括第一深沟槽隔离结构和第二深沟槽隔离结构，所述第一深沟槽隔离结构的沟槽深度大于所述第二深沟槽隔离结构。本发明提供的背照式图像传感器能够减少或消除相邻光电二极管之间的电学信号串扰，同时规避沟槽深度的限制。

技术领域

本发明涉及半导体设计制造领域，更详细地说，本发明涉及一种背照式图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是在光电技术基础上发展起来的，是一种能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。

图像传感器可依据其采用的原理区分为电荷耦合装置(Charge-Coupled Device,CCD)图像传感器以及互补型金属氧化物(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器，其中CMOS图像传感器基于传统的CMOS工艺制作，具有更好的工艺兼容性，应而使得CMOS图像传感器具有更广的应用前景。

CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor,CIS)分正面照明类型和背面照明类型两种。背面照明类型，又称背照式，最大的优化之处在于将感光层的元件调转方向，使入射光从传感器的背面进入，避免了传统CMOS图像传感器结构中，从正面射入时电路和晶体管会对入射光造成吸收和干扰，影响感光性能和成像质量。

现有的背照式CMOS图像传感器，通常在芯片背面制作深沟槽隔离(Deep TrenchIsolation，DTI)，以将不同像素隔开，降低相邻像素之间的电学信号串扰，然而DTI通常是蚀刻到芯片厚度方向的中间位置，因此相邻的像素之间仍有串扰的可能。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种背照式图像传感器，能够进一步减少或消除相邻光电二极管之间的电学信号串扰，同时规避沟槽深度的限制。

该背照式图像传感器包括有源层，有源层设置有光电二极管和深沟槽隔离结构，深沟槽隔离结构设置于光电二极管之间，作为光电二极管的横向隔离结构，该深沟槽隔离结构被配置为从有源层的背面起始，向有源层的正面延伸；深沟槽隔离结构包括第一深沟槽隔离结构和第二深沟槽隔离结构，第一深沟槽隔离结构的沟槽深度大于第二深沟槽隔离结构。

通过设置两种不同深度的背面深沟槽隔离结构，技术人员灵活地在部分区域选择性地设置相对较深的第一深沟槽隔离结构，而在部分区域设置相对较浅的第二深沟槽隔离结构，以减少对应于第一深沟槽隔离结构彼此相邻的光电二极管之间的串扰，且不影响有源层正面设置相应的晶体管器件。

在本发明的较优技术方案中，第一深沟槽隔离结构贯穿有源层设置。贯穿类型的深沟槽隔离结构可以最大化地提高防串扰效果。

在本发明的较优技术方案中，有源层包括晶体管区和非晶体管区，其中：在对应于晶体管区，采用第二深沟槽隔离结构进行对光电二极管进行隔离，而对应于非晶体管区，采用第一深沟槽隔离结构对光电二极管进行隔离。

本较优技术方案中，有源层根据其正面是否设置或结合有晶体管器件，例如传输管(transfer transistor，TX)、复位管(reset transistor，RST)、源极跟随器(sourcefollower，SF)和行选管(select transistor，SEL)，以及是否设置有浮置扩散区(FloatingDiffusion Capacitance，FD)，分为晶体管区和非晶体管区。具体地，有源层正面设置或结合有以上晶体管器件或设置有浮置扩散区的区域为晶体管区，其余为非晶体管区。