[发明专利]图像传感器及其制造方法

说明书

本发明提供一种图像传感器及其制造方法，包括：提供衬底，衬底具有相对的第一表面和第二表面；执行干法刻蚀，形成前段沟槽；执行湿法刻蚀，将前段沟槽向第二表面一侧(下)以及侧向刻蚀形成后段沟槽；前段沟槽和后段沟槽构成栅极沟槽；形成栅极，栅极纵向部填充在栅极沟槽中。本发明的栅极结构，一方面和同样开口尺寸的垂直栅极结构相比，后段沟槽的截面宽度从第一表面一侧到第二表面一侧逐渐变大，即将栅极沟槽的底部尺寸做大从而增大电子底部传输表面积，以提高底部电子传输效率，增加满井容量；另一方面和仅采用干法刻蚀形成的同样深度的垂直栅结构相比，采用先干法后湿法刻蚀可减少干法刻蚀带来的等离子损伤，减少白像素，提高像素质量。

技术领域

本发明属于集成电路制造技术领域，具体涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器(CIS)已变得无所不在。其广泛地用于数字静态相机、蜂窝式电话、安全相机以及医疗、汽车及其它应用中。随着图像传感器越来越广泛的应用以及技术的不断更新换代，对较高分辨率及较低功率消耗的需求已促进了图像传感器的进一步小型化及集成。像素尺寸越做越小且对像素要求也越来越高，像素中的满阱容量主要是靠离子注入完成，但是随着像素尺寸的缩小，离子注入深度需要越来越深，也就不可避免的会导致深层的电子难以高效的传输，从而进一步导致图像拖尾等现象，使得图像质量下降。

发明内容

本发明提供一种图像传感器及其制造方法，一目的在于提高栅极沟槽底部电子传输效率，增加满井容量；解决图像传感器小尺寸像素深层电子传输困难的问题。

本发明另一目的在于，减少干法刻蚀带来的等离子损伤，减少白像素，提高像素质量。

本发明提供一种图像传感器的制造方法，包括：

提供一衬底，所述衬底中形成有光电转换部，所述衬底沿其厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；

执行干法刻蚀，形成前段沟槽，所述前段沟槽从所述第一表面向所述衬底中延伸；

执行湿法刻蚀，将所述前段沟槽向所述第二表面一侧以及侧向刻蚀形成后段沟槽；在垂直于所述衬底的截面上，所述后段沟槽的截面宽度从所述第一表面一侧到所述第二表面一侧逐渐变大；所述前段沟槽和所述后段沟槽构成栅极沟槽；

形成栅极，所述栅极包括高出所述第一表面的栅极横向部和从所述栅极横向部向所述衬底中延伸的至少一个栅极纵向部，一个所述栅极纵向部填充在一个所述栅极沟槽中。

进一步的，所述前段沟槽的深度为所述栅极沟槽深度的1/3～2/3。

进一步的，在垂直于所述衬底的截面上，所述前段沟槽的截面图形呈矩形。

进一步的，所述前段沟槽的深度为均包含端点值；所述后段沟槽的深度为均包含端点值。

进一步的，执行湿法刻蚀之后，形成所述栅极之前，还包括：

形成隔离层，所述隔离层至少覆盖所述栅极沟槽的侧壁和底部；

对所述栅极沟槽的侧壁和底部进行离子注入。

进一步的，对所述栅极沟槽的侧壁和底部进行离子注入之后，形成所述栅极之前，还包括：

去除所述隔离层；

形成栅氧化层，所述栅氧化层至少覆盖所述栅极沟槽的侧壁和底部。

进一步的，所述栅极为传输晶体管的栅极，形成所述栅极之后还包括：

对所述栅极远离所述光电转换部的一侧的所述衬底中注入N型离子，形成浮动扩散部；以及

对所述光电转换部靠近所述衬底的所述第一表面的区域注入P型离子形成钉扎层。