一種背照式圖像傳感器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種背照式圖像傳感器及其制備方法，包括硅襯底，所述硅襯底具有深溝道隔離，所述深溝道隔離的溝槽的底部通過(guò)填充絕緣材料生成絕緣材料隔離部件，所述深溝道隔離的溝槽的上部通過(guò)填充金屬材料生成金屬材料隔離部件，所述金屬材料隔離部件的下表面與所述絕緣材料隔離部件的上表面緊密接觸，所述金屬材料隔離部件的上表面和硅襯底的上表面持平。本發(fā)明的有益效果是：能夠有效利用到金屬材料隔離部件對(duì)光線串?dāng)_的抑制性能以及絕緣材料隔離部件對(duì)電子串?dāng)_的抑制性能；且溝槽的底部采用絕緣材料填充工藝簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)較深溝槽的填充，從而更好的抑制電子串?dāng)_，并且保持長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的量子效率；能夠綜合提高背照式圖像傳感器的像素性能。
【專利說(shuō)明】
一種背照式圖像傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種背照式圖像傳感器及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]在圖像傳感器中存在三種形式的串?dāng)_，分別為光譜串?dāng)_、光線串?dāng)_和電子串?dāng)_。光譜串?dāng)_是有彩色濾光片的特征所引起。光線串?dāng)_是由于光線入射到相鄰像素所引起的；盡管在背照式圖像傳感器中通過(guò)后端式堆棧，光線的反射或衍射得到改進(jìn)，但是在硅襯底中由于不可能通過(guò)摻雜隔離抑制光線串?dāng)_，故在硅襯底中光線串?dāng)_仍然是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。電子串?dāng)_是指電子擴(kuò)散或漂移到其他像素;通過(guò)摻雜隔離抑制電子串?dāng)_也存在挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诳刂粕罟鑵^(qū)雜質(zhì)分布方面存在困難。
[0003]深溝道隔離(DTI)由于其相比于摻雜隔離具有的良好的隔離特性，而被認(rèn)為是一種抑制光線串?dāng)_和電子串?dāng)_的最佳結(jié)構(gòu)。然而，前端深溝道隔離受布局的限制，背部深溝道隔離是一個(gè)有效解決辦法。采用背部深溝道隔離成形使簡(jiǎn)單的柵格深溝道隔離得以實(shí)現(xiàn)，其串?dāng)_噪聲得到顯著改變，并且有助于提高量子效率峰值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種背照式圖像傳感器及其制備方法，其能夠更好的降低光線串?dāng)_和電子串?dāng)_，并且不影響量子效率。
[0005]研究發(fā)現(xiàn)抑制長(zhǎng)波長(zhǎng)的光線串?dāng)_，并且提高量子效率峰值，需要0.5um深度的金屬材料填充的深溝道隔離。然而，更好的減小電子串?dāng)_需要1.5um或大于1.5um深度的絕緣材料填充的深溝道隔離。但是，1.5um深度的絕緣材料填充的深溝道隔離不能滿足如金屬材料填充的深溝道隔離所提供的優(yōu)越隔離性能所需的光學(xué)串?dāng)_抑制條件。另外，盡管深的金屬材料填充的深溝道隔離可以減小法線光線串?dāng)_，但是，深的金屬材料填充的深溝道隔離增加了工藝復(fù)雜程度且降低了長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的量子效率，影響了像素性能。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0007]—種背照式圖像傳感器，包括硅襯底，所述硅襯底具有深溝道隔離，所述深溝道隔離的溝槽的底部通過(guò)填充絕緣材料生成絕緣材料隔離部件，所述深溝道隔離的溝槽的上部通過(guò)填充金屬材料生成金屬材料隔離部件，所述金屬材料隔離部件的下表面與所述絕緣材料隔離部件的上表面緊密接觸，所述金屬材料隔離部件的上表面和硅襯底的上表面持平。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:將絕緣材料隔離部件和金屬材料隔離部件相結(jié)合，溝槽的底部通過(guò)填充絕緣材料生成絕緣材料隔離部件，溝槽的上部通過(guò)填充金屬材料生成金屬材料隔離部件;能夠有效利用到金屬材料隔離部件對(duì)光線串?dāng)_的抑制性能以及絕緣材料隔離部件對(duì)電子串?dāng)_的抑制性能;且溝槽的底部采用絕緣材料填充工藝簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)較深溝槽的填充，從而更好的抑制電子串?dāng)_，并且保持長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的量子效率;能夠綜合提高背照式圖像傳感器的像素性能。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。[00?0]進(jìn)一步，所述溝槽的深度大于等于1.5um,所述金屬材料隔離部件的高度為0.5um。
[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:溝槽的深度大于等于1.5um能夠更好的抑制電子串?dāng)_，金屬材料隔離部件的長(zhǎng)度為0.5um能夠有效兼顧降低光線串?dāng)_和保持長(zhǎng)波長(zhǎng)光線的量子效率。
[0012]進(jìn)一步，所述絕緣材料為氧化物。
[0013]進(jìn)一步，所述氧化物為氧化娃。
[0014]進(jìn)一步，所述金屬材料為銅、鋁、鎢或錫。
[0015]進(jìn)一步，所述金屬材料隔離部件的上表面設(shè)置有Pad層。
[0016]本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下:
[0017]—種背照式圖像傳感器的制備方法，包括如下步驟:
[0018]步驟I，在背照式照明工藝處理的硅襯底上依次進(jìn)行掩膜沉積獲取深溝道隔離的構(gòu)圖，并進(jìn)行刻蝕生成深溝道隔離的溝槽；
[0019]步驟2，對(duì)所述溝槽采用絕緣材料進(jìn)行填充；
[0020]步驟3，對(duì)已填充的絕緣材料進(jìn)行刻蝕，生成具有預(yù)設(shè)高度的絕緣材料隔離部件；
[0021]步驟4，對(duì)所述溝槽再采用金屬材料進(jìn)行填充；
[0022]步驟5，去除多余的金屬材料，使生成的金屬材料隔離部件的上表面和硅襯底的上表面持平。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0024]進(jìn)一步，還包括步驟6，在所述金屬材料隔離部件的上表面生成Pad層。
[0025]進(jìn)一步，所述溝槽的深度大于等于1.5um，所述金屬材料隔離部件(212)的高度為
0.5umo
[0026]進(jìn)一步，所述去除多余的金屬材料的具體實(shí)現(xiàn)采用化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的深溝道隔離的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的深溝道隔離的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一種背照式圖像傳感器的制備方法的方法流程圖。
[0030]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0031 ] 1、硅襯底，2、深溝道隔離，21、溝槽，211、絕緣材料隔離部件，212、金屬材料隔離部件。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0033]如圖1和圖2所示，一種背照式圖像傳感器，包括硅襯底I，所述硅襯底I具有深溝道隔離2，所述深溝道隔離2的溝槽21的底部通過(guò)填充絕緣材料生成絕緣材料隔離部件211，所述深溝道隔離2的溝槽21的上部通過(guò)填充金屬材料生成金屬材料隔離部件212，所述金屬材料隔離部件212的下表面與所述絕緣材料隔離部件211的上表面緊密接觸，所述金屬材料隔離部件212的上表面和硅襯底I的上表面持平。
[0034]所述溝槽21的深度大于等于1.5um，所述金屬材料隔離部件212的高度為0.5um0
[0035]所述絕緣材料為氧化物，如氧化硅。所述金屬材料為銅、鋁、鎢或錫。
[0036]所述金屬材料隔離部件212的上表面設(shè)置有Pad層。
[0037]如圖3所示，一種背照式圖像傳感器的制備方法，包括如下步驟:
[0038]步驟I，在背照式照明工藝處理的硅襯底I上依次進(jìn)行掩膜沉積獲取深溝道隔離2的構(gòu)圖，并進(jìn)行刻蝕生成深溝道隔離2的溝槽21 ；
[0039]步驟2，對(duì)所述溝槽21采用絕緣材料進(jìn)行填充；
[0040]步驟3，對(duì)已填充的絕緣材料進(jìn)行刻蝕，生成具有預(yù)設(shè)高度的絕緣材料隔離部件211；
[0041]步驟4，對(duì)所述溝槽21再采用金屬材料進(jìn)行填充；
[0042]步驟5，去除多余的金屬材料，使生成的金屬材料隔離部件212的上表面和硅襯底I的上表面持平;所述去除多余的金屬材料的具體實(shí)現(xiàn)采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝；
[0043]步驟6，待金屬材料隔離部件212的上表面和硅襯底I的上表面持平后，再在所述金屬材料隔離部件212的上表面生成Pad層。
[0044]所述溝槽21的深度大于等于1.5um，所述金屬材料隔離部件(212)的高度為0.5um0
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種背照式圖像傳感器，其特征在于，包括硅襯底(I)，所述硅襯底(I)具有深溝道隔離(2)，所述深溝道隔離(2)的溝槽(21)的底部通過(guò)填充絕緣材料生成絕緣材料隔離部件(211)，所述深溝道隔離(2)的溝槽(21)的上部通過(guò)填充金屬材料生成金屬材料隔離部件(212)，所述金屬材料隔離部件(212)的下表面與所述絕緣材料隔離部件(211)的上表面緊密接觸，所述金屬材料隔離部件(212)的上表面和硅襯底(I)的上表面持平。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種背照式圖像傳感器，其特征在于，所述溝槽(21)的深度大于等于1.5um,所述金屬材料隔離部件(212)的高度為0.51111103.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種背照式圖像傳感器，其特征在于，所述絕緣材料為氧化物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種背照式圖像傳感器，其特征在于，所述氧化物為氧化硅。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種背照式圖像傳感器，其特征在于，所述金屬材料為銅、鋁、鎢或錫。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述一種背照式圖像傳感器，其特征在于，所述金屬材料隔離部件(212)的上表面設(shè)置有Pad層。7.—種背照式圖像傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，在背照式照明工藝處理的硅襯底(I)上依次進(jìn)行掩膜沉積獲取深溝道隔離(2)的構(gòu)圖，并進(jìn)行刻蝕生成深溝道隔離(2)的溝槽(21); 步驟2，對(duì)所述溝槽(21)采用絕緣材料進(jìn)行填充； 步驟3，對(duì)已填充的絕緣材料進(jìn)行刻蝕，生成具有預(yù)設(shè)高度的絕緣材料隔離部件(211); 步驟4，對(duì)所述溝槽(21)再采用金屬材料進(jìn)行填充； 步驟5，去除多余的金屬材料，使生成的金屬材料隔離部件(212)的上表面和硅襯底(I)的上表面持平。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種背照式圖像傳感器的制備方法，其特征在于，還包括步驟6，在所述金屬材料隔離部件(212)的上表面生成Pad層。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種背照式圖像傳感器的制備方法，其特征在于，所述溝槽(21)的深度大于等于1.5um,所述金屬材料隔離部件(212)的高度為0.5um。10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一所述一種背照式圖像傳感器的制備方法，其特征在于，所述去除多余的金屬材料的具體實(shí)現(xiàn)采用化學(xué)機(jī)械拋光工藝。
【文檔編號(hào)】H01L27/146GK105826301SQ201610182183
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】吳關(guān)平, 陳保友, 梅紹寧
【申請(qǐng)人】武漢新芯集成電路制造有限公司