采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像传感器领域，尤其涉及一种采用深沟槽隔离的图像传感器。
【背景技术】
[0002]图像传感器可分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CXD)图像传感器。CCD图像传感器的优点是对图像敏感度较高且噪声小，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。因此，随着技术发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CXD图像传感器应用于各类电子产品中。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、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。
[0003]现有的CMOS图像传感器的制作过程中于像素区的阵列排布的像素单元需要通过沟槽进行物理隔离、电学隔离，现有技术中往往采用先做图像传感器器件再制作深沟槽隔离结构的方法，但这种方法会引起深沟槽隔离结构的缺陷难以去除，若采用高温热氧化工艺去除，由于加热温度往往高于800摄氏度，会导致图像传感器器件的功能损害，影响图像传感器器件的质量。为了提高光电二级管的感光性(Sensitivity)和电子饱和度(range)，传统的方法是加深光电二级管的深度，并提供高能粒子注入的方式，会引入较大的注入缺陷，此外，CMOS图像传感器制作方式中也在寻求如何提高载流子的迀移效率、防止暗电流、提高信噪比的解决方案。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种采用深沟槽隔离的图像传感器，以解决深沟槽隔离的缺陷难以去除，若采用高温热氧化工艺去除，由于加热温度往往高于800摄氏度，会导致图像传感器器件的功能损害，影响图像传感器器件质量的问题。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供一种采用深沟槽隔离的图像传感器，包括:衬底；位于所述衬底上的若干隔离结构，所述隔离结构隔离像素单元；覆盖隔离结构的外延单晶硅层；位于所述外延单晶硅层中的部分图像传感器器件。
[0006]优选地，所述隔离结构包括位于所述衬底中的若干深沟槽，以及填充至所述深沟槽中的介质和导电材质。
[0007]优选地，所述隔离结构包括位于所述外延单晶硅层中的若干深沟槽，以及填充至所述深沟槽中的介质和导电材质。
[0008]优选地，所述隔离结构中的导电材质与预设电压相连。
[0009]优选地，所述深沟槽的深度为I微米~5微米。
[0010]优选地，所述深沟槽的关键尺寸为0.01微米~1微米。
[0011]优选地，所述隔离结构包围区域的硅具有由界面向硅中心方向的浓度梯度分布的惨杂层。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优势:
[0013]本实用新型的技术方案中，于形成图像传感器器件之前形成深沟槽隔离结构，该隔离结构的表面形状较好、缺陷较少，并且可以通过外延高温过程进行修复，进一步消除缺陷的影响，使得隔离结构的界面更加优良，由于深沟槽隔离结构在器件之前形成，工艺手段、环境的可选择性较广，无需考虑对器件的损害，用于形成器件的外延单晶硅层在隔离结构形成后生长，高温制程保证了不会有应力传导进硅器件区域，保证了图像传感器器件性會K。
【附图说明】
[0014]通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本实用新型某些原理的【具体实施方式】，本实用新型所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
[0015]图1为本实用新型采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法的步骤流程图；
[0016]图2至图9为本实用新型第一实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法部分步骤对应的结构示意图；
[0017]图2至图13为本实用新型第二实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法部分步骤对应的结构示意图；
[0018]图 14 至图 18、图 19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A、26A、27A、图 28 至图 30 为本实用新型第三实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图；
[0019]图 14 至图 18、图 19B、20B、21B、22B、23B、24B、25B、26B、图 28 至图 30 为本实用新型第四实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法部分步骤对应的结构示意图；
[0020]图 14 至图 18、图 19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A、26A、27A、图 31 至图 35 为本实用新型第五实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图；
[0021]图 14 至图 18、图 19B、20B、21B、22B、23B、24B、25B、26B、图 31 至图 35 为本实用新型第六实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法部分步骤对应的结构示意图；
[0022]图36至图39为本实用新型第七、第八实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法部分步骤对应的结构示意图；
[0023]图40A、40B分别为本实用新型第九、第十实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法中一步骤的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]现有的图像传感器制作过程中，于图像传感器器件完成后再进行深沟槽隔离结构的制作，由于关键器件已经形成，在后续深沟槽隔离结构形成过程中需要温度、环境的多种因素考量，既要保证隔离结构表面的界面良好性又要防止损伤器件。由于在形成隔离结构过程中会带来表面缺陷，表面缺陷会导致载流子的依附，会增大噪声，修复该类缺陷一般又需要高温等多种特殊环境，会影响甚至损害图像传感器器件性能。
[0025]因此，本实用新型提出一种采用深沟槽隔离的图像传感器，于形成图像传感器器件之前预先形成隔离结构，该隔离结构的表面形状较好、缺陷较少，并且可以通过外延高温过程进行修复，进一步消除缺陷的影响，使得隔离结构的界面更加优良。此外，形成深沟槽隔离结构在形成器件之前，工艺手段、环境的可选择性较广，无需考虑对器件的损害，用于形成器件的外延单晶硅层在隔离结构形成后生长，高温制程保证了不会有应力传导进硅器件区域，保证了图像传感器器件性能。
[0026]下面结合本实用新型的说明书附图及如下若干实施例对本实用新型进行具体阐述。
[0027]如图1所示，本实用新型的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法包括如下步骤:提供衬底；于所述衬底上形成隔离像素单元的隔离结构；采用选择性外延的方式形成覆盖隔离结构的外延单晶硅层；在所述外延单晶硅层中形成图像传感器的部分器件。
[0028]其中，在本实用新型的一个优选实施例中，形成隔离结构的步骤可以为:在衬底上形成若干深沟槽，填充介质和导电材质至深沟槽中以形成隔离结构。
[0029]在本实用新型的另一优选实施例中，形成隔离结构的步骤也可以为:在衬底上形成介质层，刻蚀介质层以形成若干凸起的隔离结构。
[0030]图2至图9为本实用新型第一实施例所提供的采用深沟槽隔离的图像传感器的制造方法各步骤对应的结构示意图。
[0031]参见图2，首先提供衬底100，该衬底100为制作图像传感器器