一种cmos图像传感器及其制造方法和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种CMOS图像传感器及其制造方法和包括该CMOS图像传感器的电子装置。
【背景技术】
[0002]在半导体技术领域中，图像传感器是一种能将光学图像转换成电信号的半导体器件。图像传感器大体上可以分为电荷耦合元件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高，噪声小，但是CCD图像传感器与其他器件的集成比较困难，而且C⑶图像传感器的功耗较高。相比之下，CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。目前CMOS图像传感器被广泛应用于数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等领域之中。
[0003]现有的CMOS图像传感器包括半导体衬底、位于所述半导体衬底上的若干呈矩阵排布的像素单元以及位于相邻的像素单元之间的浅沟槽隔离(STI)。请参考图1，图1是现有的背面照光的CMOS图像传感器的结构示意图，所述CMOS图像传感器包括:半导体衬底100、位于所述半导体衬底100上的若干像素单元(图中以2个像素单元11和12为例进行说明)以及相邻像素单元之间的浅沟槽隔离101。其中，每个所述像素单元(11和12)通常包括光电二极管(1101和1201)和晶体管,光电二极管用于光电转换，晶体管用于将光电二极管转换的电信号放大后输出。所述浅沟槽隔离101用于相邻像素的隔离。其中，入射光(如图1中箭头所示)从半导体衬底的背面进入像素单元内，入射的光子(Incidencephotons)被预定的光电二极管捕获从而产生光电子(图中“e_”用于示意光电子)，光电子被该预定的光电二极管的η+层收集。由于入射光是从半导体衬底的背面进入像素单元内的，因此，上述的CMOS图像传感器通常称为背面照光的(Backside illuminated) CMOS图像传感器。
[0004]在现有技术中，上述背面照光的CMOS图像传感器通常具有两种串扰源，一种是光学串扰(photic cross talk),另一种是电气串扰(electrical crosstalk)。其中，光学串扰主要由大入射角的入射光进入与预定的光电二极管相邻的光电二极管所导致，其产生原理如图2所示。而电气串扰主要由光电子进入与预定的光电二极管相邻的光电二极管所导致，其产生原理如图3所示。上述两种串扰源，会影响CMOS图像传感器最终输出的图像的质量，串扰越大，最终输出的图像的质量越差。
[0005]因此，为解决上述技术问题，有必要提出一种新的技术方案，以减小CMOS图像传感器的串扰，提高CMOS图像传感器输出的图像的质量。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明提供一种CMOS图像传感器及其制造方法和包括该CMOS传感器的电子装置，可以减小CMOS图像传感器的串扰，提高CMOS图像传感器输出图像的质量。
[0007]本发明实施例一提供一种CMOS图像传感器，包括半导体衬底、位于所述半导体衬底上的至少两个像素单元以及位于相邻的像素单元之间的浅沟槽隔离，还包括位于所述半导体衬底内部且位于所述浅沟槽隔离上方的串扰减小部件。
[0008]可选地，所述串扰减小部件的内部具有空洞。
[0009]可选地，所述串扰减小部件的底部与所述浅沟槽隔离的顶部相接触，顶部与所述半导体衬底的上表面处于同一水平面。
[0010]可选地，所述串扰减小部件的材料包括四乙基原硅酸酯。
[0011]可选地，所述串扰减小部件的深度范围为1.5-4微米，宽度小于等于0.25微米。
[0012]可选地，所述像素单元包括光电二极管和晶体管。
[0013]可选地，所述光电二极管包括η+层。
[0014]本发明实施例二提供一种CMOS图像传感器的制造方法，所述方法包括:
[0015]步骤SlOl:提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成至少两个像素单元以及位于相邻的像素单元之间的浅沟槽隔离；
[0016]步骤S102:在所述半导体衬底的背面形成位于所述浅沟槽隔离上方的深沟槽；
[0017]步骤S103:在所述深沟槽内填充隔离材料以形成串扰减小部件。
[0018]可选地，在所述步骤S102中，所述深沟槽的深度范围为1.5-4微米，宽度小于等于0.25微米。
[0019]可选地，在所述步骤S102中，所述深沟槽的底部与所述浅沟槽隔离的顶部相接触。
[0020]可选地，在所述步骤S103中，采用高纵横比填充法在所述深沟槽内填充所述隔离材料，以在所述串扰减小部件内形成空洞。
[0021]可选地，在所述步骤S103中，所述隔离材料包括四乙基原硅酸酯。
[0022]可选地，在所述步骤SlOl中，所述像素单元包括光电二极管和晶体管。
[0023]可选地，在所述步骤SlOl中，所述光电二极管包括η+层。
[0024]本发明实施例三提供一种电子装置，包括CMOS图像传感器，其中，所述CMOS图像传感器包括半导体衬底、位于所述半导体衬底上的至少两个像素单元以及位于相邻的像素单元之间的浅沟槽隔离，还包括位于所述半导体衬底内部且位于所述浅沟槽隔离上方的串扰减小部件。
[0025]本发明的CMOS图像传感器，通过在半导体衬底内部设置位于浅沟槽隔离的上方的串扰减小部件，可以减小光学串扰和电气串扰，提高CMOS图像传感器输出图像的质量。本发明的CMOS图像传感器的制造方法，用于制造上述CMOS图像传感器，制得的CMOS图像传感器也具有上述优点。本发明的电子装置，由于使用了上述的CMOS图像传感器，因此同样具有上述优点。
【附图说明】
[0026]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
[0027]附图中:
[0028]图1为现有技术中的一种背面照光的CMOS图像传感器的结构示意图；
[0029]图2为现有技术中的背面照光的CMOS图像传感器中产生光学串扰的示意性原理图；
[0030]图3为现有技术中的背面照光的CMOS图像传感器中产生电气串扰的示意性原理图；
[0031]图4为本发明实施例一的一种CMOS图像传感器的结构示意图；
[0032]图5为本发明实施例一的CMOS图像传感器减小光学串扰的一种TK意性原理图；
[0033]图6为本发明实施例一的CMOS图像传感器减小光学串扰的另一种TK意性原理图；
[0034]图7为本发明实施例一的CMOS图像传感器减小电气串扰的一种TK意性原理图；
[0035]图8为本发明实施例二的一种CMOS图像传感器的制造方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0036]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0037]应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
[0038]应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接至『或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、