圖像傳感器芯片的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圖像傳感器芯片的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域；于像素區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底中形成第一深溝槽；通過所述第一深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第一深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成第一P型摻雜區(qū)域，作為像素單元之間的隔離。本發(fā)明的圖像傳感器芯片的形成方法，通過深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成P型摻雜區(qū)域，大大提高了P型摻雜區(qū)域的實(shí)際注入深度，適于隔離較深的感光區(qū)域。
【專利說明】
圖像傳感器芯片的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器芯片的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在圖像傳感器芯片中，像素單元的感光區(qū)域(PD)之間由P型摻雜區(qū)域進(jìn)行隔離，因此，感光區(qū)域的設(shè)置深度往往取決于P型摻雜區(qū)域的深度，而P型摻雜區(qū)域的深度受限于P型離子注入的能量大小。對于一些要求感光區(qū)域位置較深的應(yīng)用，例如大尺寸監(jiān)控設(shè)備，如何在注入能量一定的前提下，提高P型摻雜區(qū)域的深度，是目前需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種圖像傳感器芯片的形成方法，提高P型摻雜區(qū)域的深度，適于隔離位置較深的感光區(qū)域。
[0004]基于以上考慮，本發(fā)明提供一種圖像傳感器芯片的形成方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域;于像素區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底中形成第一深溝槽;通過所述第一深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第一深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成第一 P型摻雜區(qū)域，作為像素單元之間的隔離。
[0005]優(yōu)選地，所述第一深溝槽的深度大于1.Ομπι。
[0006]優(yōu)選地，由所述第一深溝槽底部起算，所述第一P型摻雜區(qū)域的深度大于0.5μπι。
[0007]優(yōu)選地，形成第一深溝槽的步驟包括:于所述半導(dǎo)體襯底上形成硬掩膜;刻蝕所述硬掩膜形成溝槽，所述溝槽暴露出所述半導(dǎo)體襯底表面;刻蝕所述半導(dǎo)體襯底形成第一深溝槽。
[0008]優(yōu)選地，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:于所述第一深溝槽中填充氧化物和導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料接負(fù)壓。
[0009]優(yōu)選地，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:對所述第一深溝槽周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0010]優(yōu)選地，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:于所述第一深溝槽中填充氧化物，對所述第一深溝槽周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0011 ]優(yōu)選地，提供半導(dǎo)體襯底的步驟包括:提供N型襯底，于像素區(qū)域的所述N型襯底上形成P型隔離區(qū)，于所述P型隔離區(qū)上以及非像素區(qū)域的所述N型襯底上形成N型外延層，所述第一 P型摻雜區(qū)域形成于所述N型外延層中且與所述P型隔離區(qū)電接觸。
[0012]優(yōu)選地，所述N型襯底接正壓。
[0013]優(yōu)選地，提供半導(dǎo)體襯底的步驟包括:提供P型襯底，于所述P型襯底上形成N型外延層，所述第一 P型摻雜區(qū)域形成于所述N型外延層中且與所述P型襯底電接觸。
[0014]優(yōu)選地，于非像素區(qū)域的所述N型外延層中形成第二深溝槽，通過所述第二深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第二深溝槽周圍及下方的N型外延層中形成第二 P型摻雜區(qū)域，所述第二 P型摻雜區(qū)域與所述P型襯底電接觸并且接地。
[0015]本發(fā)明的圖像傳感器芯片的形成方法，通過深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成P型摻雜區(qū)域，大大提高了 P型摻雜區(qū)域的實(shí)際注入深度，適于隔離較深的感光區(qū)域。
【附圖說明】
[0016]通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯。
[0017]圖1為本發(fā)明的圖像傳感器芯片的形成方法的流程圖；
圖2-圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的圖像傳感器芯片的形成方法的過程示意圖；
圖7-圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的圖像傳感器芯片的形成方法的過程示意圖。
[0018]在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的裝置(模塊)或步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器芯片的形成方法，通過深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成P型摻雜區(qū)域，大大提高了P型摻雜區(qū)域的實(shí)際注入深度，適于隔離較深的感光區(qū)域。
[0020]在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例。可以理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的圖像傳感器芯片的形成方法包括:提供半導(dǎo)體襯底，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域;于像素區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底中形成第一深溝槽;通過所述第一深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第一深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成第一 P型摻雜區(qū)域，作為像素單元之間的隔離。
[0022]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0023]實(shí)施例一圖2-圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的圖像傳感器芯片的形成方法的過程示意圖。
[0024]如圖2所示，提供半導(dǎo)體襯底100，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域，在此示出的像素區(qū)域和非像素區(qū)域由點(diǎn)劃線隔開。具體地，提供半導(dǎo)體襯底100的步驟包括:提供N型襯底101，于像素區(qū)域的N型襯底101上形成P型隔離區(qū)102，于P型隔離區(qū)102上以及非像素區(qū)域的N型襯底101上形成N型外延層103。
[0025]如圖3-圖5所示，于像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底100中形成第一深溝槽106。實(shí)際情況下像素區(qū)域的范圍較大，其中可能形成多個(gè)第一深溝槽106，圖中僅示出像素區(qū)域的部分范圍，在此范圍內(nèi)示出兩個(gè)第一深溝槽106的形成過程作為示意。具體地，形成第一深溝槽106的步驟包括:于半導(dǎo)體襯底100上形成硬掩膜104;刻蝕硬掩膜104形成溝槽105，溝槽105暴露出半導(dǎo)體襯底100的表面;刻蝕半導(dǎo)體襯底100形成第一深溝槽106。
[0026]如圖6所示，通過第一深溝槽106進(jìn)行P型離子注入，于第一深溝槽106下方的半導(dǎo)體襯底100中形成第一 P型摻雜區(qū)域107，作為像素單元之間的隔離。具體地，第一 P型摻雜區(qū)域107形成于N型外延層103中且與P型隔離區(qū)102電接觸。
[0027]優(yōu)選地，第一深溝槽106的深度Dl大于1.Ομπι;由第一深溝槽106底部起算，第一P型摻雜區(qū)域107的深度D2大于0.5μπι。于是，由半導(dǎo)體襯底100表面起算，第一P型摻雜區(qū)域107的實(shí)際注入深度被大大提高(大于1.5μπι)，因而適于隔離較深的感光區(qū)域。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形成第一P型摻雜區(qū)域107的步驟之后，可以于第一深溝槽106中填充氧化物和導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料接負(fù)壓。此外還可以根據(jù)需要，可選地對第一深溝槽106周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，形成第一P型摻雜區(qū)域107的步驟之后，可以于第一深溝槽106中填充氧化物，并且對第一深溝槽106周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0030]此外，由于非像素區(qū)域的N型襯底101與N型外延層103直接電接觸，N型襯底101可以通過N型外延層103接正壓。
[0031]實(shí)施例二圖7-圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的圖像傳感器芯片的形成方法的過程示意圖。
[0032]如圖7所示，提供半導(dǎo)體襯底200，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域，在此示出的像素區(qū)域和非像素區(qū)域由點(diǎn)劃線隔開。具體地，提供半導(dǎo)體襯底200的步驟包括:提供P型襯底201，于P型襯底201上形成N型外延層203。
[0033]如圖8-圖10所示，于像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底200中形成第一深溝槽206。實(shí)際情況下像素區(qū)域的范圍較大，其中可能形成多個(gè)第一深溝槽206，圖中僅示出像素區(qū)域的部分范圍，在此范圍內(nèi)示出兩個(gè)第一深溝槽206的形成過程作為示意。具體地，形成第一深溝槽206的步驟包括:于半導(dǎo)體襯底200上形成硬掩膜204 ；刻蝕硬掩膜204形成溝槽205，溝槽205暴露出半導(dǎo)體襯底200的表面;刻蝕半導(dǎo)體襯底200形成第一深溝槽206。
[0034]如圖11所示，通過第一深溝槽206進(jìn)行P型離子注入，于第一深溝槽206下方的半導(dǎo)體襯底200中形成第一 P型摻雜區(qū)域207，作為像素單元之間的隔離。具體地，第一 P型摻雜區(qū)域207形成于N型外延層203中且與P型襯底201電接觸。
[0035]優(yōu)選地，第一深溝槽206的深度D3大于1.Ομπι;由第一深溝槽206底部起算，第一P型摻雜區(qū)域207的深度D4大于0.5μπι。于是，由半導(dǎo)體襯底200表面起算，第一P型摻雜區(qū)域207的實(shí)際注入深度被大大提高(大于1.5μπι)，因而適于隔離較深的感光區(qū)域。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形成第一P型摻雜區(qū)域207的步驟之后，可以于第一深溝槽206中填充氧化物和導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料接負(fù)壓。此外還可以根據(jù)需要，可選地對第一深溝槽206周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，形成第一P型摻雜區(qū)域207的步驟之后，可以于第一深溝槽206中填充氧化物，并且對第一深溝槽206周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。
[0038]此外，如圖12所示，于非像素區(qū)域的N型外延層203中形成第二深溝槽208，通過第二深溝槽208進(jìn)行P型離子注入，于第二深溝槽208周圍及下方的N型外延層203中形成第二 P型摻雜區(qū)域209，該第二 P型摻雜區(qū)域209與P型襯底201電接觸并且接地。
[0039]本發(fā)明的圖像傳感器芯片的形成方法，通過深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成P型摻雜區(qū)域，大大提高了 P型摻雜區(qū)域的實(shí)際注入深度，適于隔離較深的感光區(qū)域。
[0040]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論如何來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明顯的，“包括”一詞不排除其他元素和步驟，并且措辭“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個(gè)元件也可以由一個(gè)元件來實(shí)現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，定義像素區(qū)域和非像素區(qū)域； 于像素區(qū)域的所述半導(dǎo)體襯底中形成第一深溝槽； 通過所述第一深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第一深溝槽下方的半導(dǎo)體襯底中形成第一 P型摻雜區(qū)域，作為像素單元之間的隔離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，所述第一深溝槽的深度大于1.Ομπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，由所述第一深溝槽底部起算，所述第一 P型摻雜區(qū)域的深度大于0.5μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，形成第一深溝槽的步驟包括:于所述半導(dǎo)體襯底上形成硬掩膜;刻蝕所述硬掩膜形成溝槽，所述溝槽暴露出所述半導(dǎo)體襯底表面;刻蝕所述半導(dǎo)體襯底形成第一深溝槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:于所述第一深溝槽中填充氧化物和導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料接負(fù)壓。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:對所述第一深溝槽周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，形成第一P型摻雜區(qū)域的步驟之后還包括:于所述第一深溝槽中填充氧化物，對所述第一深溝槽周圍的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行P型離子注入。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，提供半導(dǎo)體襯底的步驟包括:提供N型襯底，于像素區(qū)域的所述N型襯底上形成P型隔離區(qū)，于所述P型隔離區(qū)上以及非像素區(qū)域的所述N型襯底上形成N型外延層，所述第一 P型摻雜區(qū)域形成于所述N型外延層中且與所述P型隔離區(qū)電接觸。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，所述N型襯底接正壓。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，提供半導(dǎo)體襯底的步驟包括:提供P型襯底，于所述P型襯底上形成N型外延層，所述第一 P型摻雜區(qū)域形成于所述N型外延層中且與所述P型襯底電接觸。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像傳感器芯片的形成方法，其特征在于，于非像素區(qū)域的所述N型外延層中形成第二深溝槽，通過所述第二深溝槽進(jìn)行P型離子注入，于所述第二深溝槽周圍及下方的N型外延層中形成第二 P型摻雜區(qū)域，所述第二 P型摻雜區(qū)域與所述P型襯底電接觸并且接地。
【文檔編號】H01L27/146GK105895514SQ201610249478
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】李 杰, 王永剛
【申請人】格科微電子（上海）有限公司