[发明专利]沟槽隔离结构及其形成方法、图像传感器

说明书

本申请提供一种沟槽隔离结构及其形成方法、图像传感器，所述沟槽隔离结构包括：半导体衬底，包括若干像素单元区域；第一沟槽，形成在所述像素单元区域中，相邻第一沟槽之间的距离与入射光在所述相邻第一沟槽之间的半导体区域的反射率相关，所述入射光在不同关键尺寸的半导体区域的反射率不同。采用该沟槽隔离结构能够使不同波长的入射光在半导体区域中的反射率达到较高或最高，从而大幅度提高图像传感器的灵敏度和量子效率。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体来说，涉及一种沟槽隔离结构及其形成方法、以及包括该沟槽隔离结构的图像传感器。

背景技术

在图像传感器的半导体制造工艺中，经常会在半导体衬底中形成沟槽结构，一方面入射光在这些沟槽结构之间的半导体区域发生反射，以增加对光的吸收，从而提高量子效率(QE)，另一方面，各像素区域中横向扩散的光生电子在扩散的过程中可以受到沟槽结构的阻挡，对入射光从衬底背面激发形成的不同波长的光生电子均能起到有效的隔离作用，从而改善电学串扰。入射光的反射率决定着灵敏度和量子效率，而进入每一像素区中的入射光的波长是不同的，如何提高不同波长的光在半导体衬底的像素区域中的反射率以提高图像传感器的灵敏度和量子效率是亟待解决的问题。

发明内容

本申请技术方案要解决的技术问题是提供一种能够使入射光的反射率得以提升的沟槽隔离结构。

为解决上述技术问题，本申请一方面提供一种沟槽隔离结构，包括：

半导体衬底，包括若干像素单元区域；

第一沟槽，形成在所述像素单元区域中，相邻第一沟槽之间的距离与入射光在所述相邻第一沟槽之间的半导体区域的反射率相关，所述入射光在不同关键尺寸的半导体区域的反射率不同。

在本申请的一些实施例中，不同波长的入射光进入不同的像素单元区域；不同像素单元区域的相邻第一沟槽之间的距离不同。

在本申请的一些实施例中，所述像素单元区域包括绿色像素单元区域和红色像素单元区域，所述绿色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离与绿色光在绿色像素单元区域中的半导体区域的反射率相关，所述红色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离与红色光在红色像素单元区域中的半导体区域的反射率相关。

在本申请的一些实施例中，所述绿色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离为100nm～120nm。

在本申请的一些实施例中，所述红色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离为130nm～150nm。

在本申请的一些实施例中，所述像素单元区域还包括蓝色像素单元区域，所述蓝色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离与蓝色光在蓝色像素单元区域中的半导体区域的反射率相关。

在本申请的一些实施例中，所述蓝色像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离为120nm～130nm。

在本申请的一些实施例中，所述像素单元区域还包括红外光像素单元区域，所述红外光像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离与红外光在红外光像素单元区域中的半导体区域的反射率相关。

在本申请的一些实施例中，所述红外光像素单元区域中相邻第一沟槽之间的距离为100nm～120nm。

在本申请的一些实施例中，所述沟槽隔离结构还包括第二沟槽，形成于相邻像素单元区域之间，所述第二沟槽的深度大于所述第一沟槽的深度；所述第二沟槽与相邻的第一沟槽之间的距离与入射光在所述第二沟槽与相邻的第一沟槽之间的半导体区域的反射率相关。

本申请的另一方面提供所述的沟槽隔离结构的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括若干像素单元区域；

根据入射光在不同关键尺寸的半导体区域的反射率不同确定相邻第一沟槽之间的距离；