[发明专利]一种降低寄生光响应的全局像素单元结构和形成方法

权利要求书

1.一种降低寄生光响应的全局像素单元结构，其特征在于，包括设于衬底上的光电二极管，传输管，存储节点，以及覆盖于所述衬底上的层间介质层，所述层间介质层中设有金属互连层，且所述金属互连层位于任意相邻两个像素单元的光电二极管之间的上方区域，所述光电二极管上方的所述层间介质层中还设有深沟槽，所述深沟槽的底面与所述光电二极管的上表面相隔离，一复合挡光结构覆盖于所述深沟槽的侧壁上，其在所述深沟槽的上下两端形成开口，并延伸覆盖于所述层间介质层的上表面上，将其下方所述层间介质层中的所述金属互连层完全绝缘遮蔽。

2.根据权利要求1所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构，其特征在于，所述深沟槽的底面与所述光电二极管的上表面之间通过一绝缘层相隔离。

3.根据权利要求2所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构，其特征在于，覆盖于所述深沟槽侧壁上的所述复合挡光结构的下端与所述绝缘层的上表面相接。

4.根据权利要求1所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构，其特征在于，所述复合挡光结构以内的所述深沟槽内填充有透光层。

5.根据权利要求4所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构，其特征在于，所述复合挡光结构采用钛、氮化钛、氮化钽、钨、铝、铜、钴和镍中的一种或多种形成，所述透光层采用有机材料或无机材料形成。

6.一种降低寄生光响应的全局像素单元结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一衬底，在所述衬底上使用常规CMOS图像传感器工艺，形成光电二极管、传输管及存储节点；

在所述衬底表面上全片淀积刻蚀阻挡层材料；

进行刻蚀阻挡层的光刻和刻蚀，仅保留光电二极管上方位置的刻蚀阻挡层材料，形成刻蚀阻挡层，并作为绝缘层；

在所述衬底表面上全片淀积层间介质层材料，形成层间介质层；

在所述层间介质层中形成金属互连层，并使所述金属互连层仅位于任意相邻两个像素单元的光电二极管之间的上方区域；

进行深沟槽的光刻和刻蚀，使所述深沟槽位于所述光电二极管上方的所述层间介质层中，并停止在所述刻蚀阻挡层上；其中，所述深沟槽的截面尺寸小于或等于下方所述刻蚀阻挡层的尺寸；

在所述深沟槽内进行复合挡光结构材料的淀积，使所述复合挡光结构材料覆盖于所述深沟槽的底面和侧壁上，并延伸覆盖于所述层间介质层的上表面上；

对所述复合挡光结构材料进行光刻和刻蚀，去除位于所述深沟槽底面上的所述复合挡光结构材料，保留所述深沟槽侧壁上以及所述层间介质层上表面上的所述复合挡光结构材料，形成复合挡光结构；其中，所述复合挡光结构将其下方所述层间介质层中的所述金属互连层完全绝缘遮蔽；

在所述深沟槽内进行透光层材料的填充，在所述光电二极管上方形成透光层。

7.根据权利要求6所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构的形成方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层材料为氮化硅、氮氧化硅或碳化硅。

8.根据权利要求6所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构的形成方法，其特征在于，所述复合挡光结构材料为钛、氮化钛、氮化钽、钨、铝、铜、钴和镍中的一种或多种。

9.根据权利要求6或8所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构的形成方法，其特征在于，所述复合挡光结构材料的淀积厚度为10埃至10000埃之间。

10.根据权利要求6所述的降低寄生光响应的全局像素单元结构的形成方法，其特征在于，所述透光层材料为有机材料或无机材料。