[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，方法包括：提供衬底，所述衬底包括像素区和隔离区，所述像素区与隔离区相邻，且所述隔离区包围所述像素区；在所述衬底像素区内形成感光结构；在所述衬底隔离区表面形成初始栅格层，所述初始栅格层内具有暴露出像素区的初始凹槽；对所述初始栅格层的侧壁进行减薄，以在所述隔离区表面形成栅格层，且所述栅格层内具有暴露出像素区的凹槽。所述方法提高了图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种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。

图像传感器中采用栅格层隔离滤光层以减小相邻像素单元之间的串扰，然而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，栅格层尺寸较大，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图像传感器及其形成方法，以提高图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括像素区和隔离区，所述像素区与隔离区相邻，且所述隔离区包围所述像素区；在所述衬底像素区内形成感光结构；在所述衬底隔离区表面形成初始栅格层，所述初始栅格层内具有暴露出像素区的初始凹槽；对所述初始栅格层的侧壁进行减薄，以在所述隔离区表面形成栅格层，且所述栅格层内具有暴露出像素区的凹槽。

可选的，所述初始栅格层和初始凹槽的形成方法包括：在所述衬底像素区和隔离区表面形成初始栅格材料层；在所述初始栅格材料层表面形成图形化层，所述图形化层暴露出像素区初始栅格材料层；以所述图形化层为掩膜刻蚀所述初始栅格材料层，直至暴露出衬底表面，形成初始栅格层和初始凹槽，所述初始凹槽暴露出衬底表面。

可选的，形成初始栅格材料层之前，还包括：在所述衬底像素区和隔离区表面形成保护层；所述初始栅格材料层位于所述保护层表面；所述初始凹槽暴露出保护层表面。

可选的，对所述初始栅格层进行减薄的工艺包括：各向同性的湿法刻蚀工艺或者各向同性的干法刻蚀工艺。

可选的，所述像素区沿第一方向排布，所述第一方向平行于衬底表面，所述栅格层在所述第一方向上具有第一尺寸，所述第一尺寸为0.1um～0.15um。

可选的，所述像素区沿第一方向排布，所述第一方向平行于衬底表面，所述栅格层在所述第一方向上具有第一尺寸，所述初始栅格层在所述第一方向上具有第二尺寸，所述第二尺寸与第一尺寸的差大于零且小于等于0.1um。

可选的，还包括：在所述凹槽内形成滤光层；在所述滤光层表面形成透镜层。

可选的，在形成滤光层之前，在所述栅格层表面形成阻挡层；所述滤光层位于所述阻挡层表面。

可选的，所述阻挡层的材料包括：氧化硅、氮化硅、氮碳化硅、氮硼化硅、氮碳氧化硅或氮氧化硅；所述阻挡层的厚度为300埃～500埃。

可选的，所述衬底包括第一面和第二面；所述初始栅格层位于所述衬底隔离区的第一面表面；所述图像传感器的形成方法还包括：在所述衬底的隔离区内形成隔离结构，所述衬底第二面暴露出所述隔离结构；形成隔离结构后，在所述衬底第二面表面形成互连层。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：