[发明专利]图像传感器及其形成方法

权利要求书

1.一种形成图像传感器的方法，包括：

从图像感测管芯的正面形成用于多个像素区域的多个光电二极管，其中，光电二极管被形成为具有第一掺杂类型的光电二极管掺杂柱，所述光电二极管掺杂柱被第二掺杂类型的光电二极管掺杂层包围，所述第二掺杂类型不同于所述第一掺杂类型；

从所述图像感测管芯的正面，在所述光电二极管掺杂层中的相邻像素区域之间形成深沟槽，其中，所述光电二极管掺杂层的暴露于所述深沟槽的上部部分在所述深沟槽的蚀刻期间转化为缺陷层；

交替地进行至少两种蚀刻剂的周期清洗工艺以去除所述缺陷层；

形成给所述深沟槽的侧壁表面加衬的所述第二掺杂类型的掺杂衬垫；以及

形成填充所述深沟槽的内部空间的介电填充层，以形成背面深沟槽隔离结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述周期清洗工艺包括使用氢氟酸以及氨和过氧化氢混合物的溶液交替地进行多个周期。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述周期清洗工艺去除所述光电二极管掺杂层的所述上部部分的至少约1nm～20nm。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在低于500℃的温度下通过外延沉积工艺形成所述掺杂衬垫，然后进行掺杂剂活化工艺。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述掺杂衬垫被形成为厚度小于10nm。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，通过硼的δ掺杂形成所述掺杂衬垫，硼的掺杂浓度大于约1×10¹⁹cm^-3。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述掺杂剂活化工艺是激光退火工艺。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述周期清洗工艺之后减小所述深沟槽的弯曲宽度和弯曲角。

9.一种形成图像传感器的方法，包括：

从图像感测管芯的正面形成用于多个像素区域的光电二极管，其中，光电二极管被形成为具有第一掺杂类型的光电二极管掺杂柱，所述光电二极管掺杂柱被第二掺杂类型的光电二极管掺杂层包围，所述第二掺杂类型不同于所述第一掺杂类型；

通过经由至少一个注入工艺将掺杂剂注入到所述光电二极管掺杂层中，从所述图像感测管芯的所述正面形成掺杂隔离阱；

在所述图像感测管芯的所述正面上形成栅极结构和金属化堆叠件，其中，所述金属化堆叠件包括布置在一个或多个层间介电层内的多个金属互连层，

从所述图像感测管芯的所述正面将所述图像感测管芯接合到逻辑管芯，其中，所述逻辑管芯包括逻辑器件；

在所述图像感测管芯的背面中的相邻像素区域之间形成深沟槽；

进行清洗工艺以去除所述光电二极管掺杂层的暴露于所述深沟槽的上部部分，其中，所述清洗工艺包括氢氟酸的第一蚀刻剂以及氨和过氧化氢混合物的第二蚀刻剂；

形成给所述深沟槽的侧壁表面加衬的所述第二掺杂类型的掺杂衬垫；以及

形成填充所述深沟槽的内部空间以形成背面深沟槽隔离结构的介电填充层。

10.一种图像传感器，包括：

图像感测管芯，具有正面和与所述正面相对的背面；

多个像素区域，被放置在所述图像感测管芯内，并且分别包括光电二极管，所述光电二极管被配置为将从所述图像感测管芯的所述背面进入的辐射转换成电信号，所述光电二极管包括被光电二极管掺杂层包围的第一掺杂类型的光电二极管掺杂柱，所述光电二极管掺杂层具有不同于所述第一掺杂类型的第二掺杂类型；以及

背面深沟槽隔离结构，被放置在相邻像素区域之间并且从所述图像感测管芯的所述背面延伸到所述光电二极管掺杂层内的位置；

其中，所述背面深沟槽隔离结构包括所述第二掺杂类型的掺杂衬垫和介电填充层，所述掺杂衬垫给所述介电填充层的侧壁表面加衬。