本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
背景技术：
图像传感器是将光学图像信号转换为电信号的半导体器件。cmos(互补金属氧化物半导体)图像传感器是一种快速发展的固态图像传感器，由于cmos图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此cmos图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于传统的ccd(电荷耦合)图像传感器更具优势，也更易普及。
现有的cmos图像传感器中包括用于将光信号转换为电信号的光电传感器，所述光电传感器为形成于硅衬底中的光电二极管。此外，在形成有光电二极管的硅衬底表面还形成有介质层，所述介质层内形成有金属互联层，所述金属互联层用于使光电二极管与外围电路电连接。对于上述cmos图像传感器来说，所述硅衬底具有介质层和金属互联层的一面为cmos图像传感器的正面，与正面相对的一面为cmos图像传感器的背面，根据光线照射方向的差异，所述cmos图像传感器能够分为前照式(front-sideillumination，fsi)cmos图像传感器和后照式(back-sideillumination)cmos图像传感器。
然而，现有的cmos图像传感器的性能仍较差。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是一种图像传感器及其形成方法，以提高图像传感器的性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括若干相互分离的像素区；在相邻像素区之间的基底表面形成阻挡结构，所述阻挡结构的底部尺寸大于顶部尺寸，且所述阻挡结构侧壁与底部表面呈锐角；在各所述像素区的基底表面形成滤色镜，所述滤色镜覆盖阻挡结构的侧壁。
可选的，所述阻挡结构的材料为金属；所述金属包括钨或者铝。
可选的，所述夹角的范围为：60度～85度。
可选的，所述阻挡结构底部尺寸为：0.1微米～0.16微米。
可选的，所述阻挡结构顶部尺寸为：0.02微米～0.08微米。
可选的，所述基底内具有阱区，所述阱区内具有第一掺杂离子；所述像素区的阱区内具有光电掺杂区，所述光电掺杂区内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子与第一掺杂离子的导电类型相反。
可选的，形成所述阻挡结构之前，所述形成方法还包括：在所述基底表面形成钝化层；在所述钝化层表面形成停止层。
可选的，所述阻挡结构的形成方法包括：在所述停止层表面形成阻挡结构膜，相邻像素区之间的所述阻挡结构膜表面具有第一掩膜层；以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述阻挡结构膜，直至暴露出停止层的顶部表面，形成所述阻挡结构。
可选的，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述阻挡结构膜的工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
可选的，所述滤色镜为红色滤色镜、绿色滤色镜或蓝色滤色镜中的一个；所述滤色镜顶部尺寸大于底部尺寸。
可选的，形成所述滤色镜之后，所述形成方法还包括：在所述滤色镜表面形成透镜结构。
相应的，本发明还提供一种图像传感器，包括：基底，所述基底包括若干相互分离的像素区；位于相邻像素区之间基底表面的阻挡结构，所述阻挡结构的底部尺寸大于顶部尺寸，且所述阻挡结构侧壁与底部表面呈锐角；位于各所述像素区的基底表面的滤色镜，所述滤色镜覆盖阻挡结构的侧壁。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案提供的图形传感器的形成方法中，为了防止阻挡结构发生倾倒，使得阻挡结构的底部尺寸较大。并且，由于阻挡结构侧壁与底部呈锐角，因此，所述阻挡结构的顶部尺寸小于底部尺寸。而所述滤色镜覆盖阻挡结构的侧壁，因此，滤色镜的顶部尺寸大于底部尺寸，使得进入像素区内的入射光较多，有利于更多的光子转化为电子，因此，有利于提高像素区的量子转化效率。
进一步，所述阻挡结构的顶部尺寸相对较大，使得图形化阻挡结构顶部的难度较低。
附图说明
图1是一种前照式cmos图像传感器的结构示意图；
图2至图7是本发明图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，cmos图像传感器的性能较差。
图1是一种前照式cmos图像传感器的结构示意图。
请参考图1，提供基底100，所述基底100包括若干相互分离的像素区a；位于基底100表面的隔离层102；位于相邻像素区a之间隔离层102顶部的金属栅格103，所述金属栅格103的侧壁与底部垂直；位于所述像素区a隔离层102顶部的若干滤色镜104，所述滤色镜104覆盖金属栅格103的侧壁；位于所述滤色镜104顶部的透镜结构(图中未标出)。
上述前照式cmos图像传感器中，所述金属栅格103用于阻挡入射光进入相邻的滤色镜104内。当所述金属栅格103的宽度过小时，则金属栅格103与基底100的接触面积过小，使得金属栅格103易发生倾倒，对后续工艺造成金属污染。一种降低金属栅格103倾倒的方法包括：增大金属栅格103的宽度。
然而，所述金属栅格103的宽度较大，使得当图像传感器的制造空间一定时，滤色镜104顶部尺寸较小，则进入像素区a内的入射光较少，则转化的电子较少，即：量子转化效率较低，图像传感器的性能较差。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种图像传感器的形成方法，包括：在相邻像素区之间的基底表面形成阻挡结构，所述阻挡结构的底部尺寸大于顶部尺寸，且所述阻挡结构的侧壁与底部表面呈锐角；在各所述像素区基底表面形成滤色镜，所述滤色镜覆盖阻挡结构的侧壁。所述方法形成的图像传感器的性能较好。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2至图7是本发明图像传感器的形成方法一实施例各步骤的结构示意图。
请参考图2，提供基底200，所述基底200包括若干相互分离的像素区ⅰ。
在本实施例中，所述基底200的材料为硅(si)。
在其他实施例中，所述基底的材料包括锗(ge)、硅锗(gesi)、碳化硅(sic)、绝缘体上硅(soi)、绝缘体上锗(goi)、砷化镓或者ⅲ-ⅴ族化合物。
所述像素区ⅰ用于后续形成光电掺杂区201。
所述基底200内还具有阱区(图中未示出)，所述阱区内具有第一掺杂离子。所述形成方法还包括：在所述像素区ⅰ阱区内形成光电掺杂区201，所述光电掺杂区201内具有第二掺杂离子，所述第二掺杂离子与第一掺杂离子的导电类型相反。
所述第一掺杂离子和第二掺杂离子的导电类型与图像传感器的像素结构的类型相关。
在本实施例中，图像传感器的像素结构的类型为n型，则第一掺杂离子的为p型离子，所述第二掺杂离子为n型，所述p型离子包括：硼离子、镓离子和铟离子中的一种或者多种组合，所述n型离子包括：磷离子、砷离子和锑离子中的一种或者多种组合。
在其他实施例中，图像传感器的像素结构的类型为p型，则第一掺杂离子的为n型离子，所述第二掺杂离子为p型。
所述第一掺杂离子与第二掺杂离子的导电类型相反，因此，所述光电掺杂区201与阱区形成光电二极管，所述光电二极管用于吸收光子产生电子。
形成所述光电掺杂区201之后，所述形成方法还包括：在相邻像素区ⅰ基底200内形成深沟槽隔离(deeptrenchisolation，dti)结构202。
所述深沟槽隔离结构202的形成方法包括：在相邻像素区ⅰ基底200内形成隔离开口；在所述隔离开口内以及基底200表面形成隔离材料膜，所述隔离材料膜充满所述隔离开口；平坦化所述隔离材料膜，直至暴露出基底200的顶部表面，在所述隔离开口内形成深沟槽隔离结构202。
所述隔离开口的形成工艺包括干法刻蚀工艺和湿法刻蚀工艺中的一种或者两种组合。
所述隔离材料膜的材料包括氧化硅或者高k介质材料(k大于3.9)，高k介质材料包括：hfo2、la2o3、hfsion、hfalo2、zro2、al2o3或hfsio4。
所述深沟槽隔离结构202用于隔离相邻光电掺杂区201。
请参考图3，在所述深沟槽隔离结构202和基底200表面形成钝化层203；在所述钝化层203表面形成停止层204。
所述钝化层203的材料包括氧化硅，所述钝化层203的形成工艺包括化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
所述钝化层203用于保护基底200表面，防止基底200表面被氧化。
所述停止层204的材料包括氮化硅或者氮化钛，所述停止层204的形成工艺包括：化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
所述停止层204作为后续形成阻挡结构的停止层。
请参考图4，在所述停止层204表面形成阻挡结构膜205，相邻像素区ⅰ之间的阻挡结构膜205表面具有第一掩膜层(图中未示出)。
所述阻挡结构膜205的材料包括：金属。在本实施例中，所述金属为钨。在其他实施例中，所述金属包括：铝。所述阻挡结构膜205的形成工艺包括：化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
所述第一掩膜层用于作为形成阻挡结构的掩膜。所述第一掩膜层的材料包括氮化硅或者氮化钛。
请参考图5，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述阻挡结构膜205(请参考图4)，直至暴露出停止层204，在相邻像素区ⅰ之间的基底200表面形成阻挡结构206，所述阻挡结构206的底部尺寸大于顶部尺寸，且所述阻挡结构206的侧壁与底部呈锐角。
所述阻挡结构206用于阻挡入射光进入相邻的像素区ⅰ内。并且，除了后续的透镜结构对入射光能够起到聚光的效果外，所述阻挡结构206能够减小入射光由于反射造成的损失，因此，所述阻挡结构206能够起到二次聚光的效果，使得进入光电二极管内的光子较多，则转化的电子较多，因此，有利于提高量子转化效率。
在本实施例中，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述阻挡结构膜的工艺为干法刻蚀工艺。在其他实施例中，以所述第一掩膜层为掩膜，刻蚀所述阻挡结构膜的工艺包括：湿法刻蚀工艺或者湿法工艺与干法刻蚀工艺的结合。
在本实施例中，所述阻挡结构206的材料为钨，所述干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括含氟气体，所述含氟气体包括nf3、cf4和sf6中的一种或者几种组合。
在其他实施例中，所述阻挡结构的材料包括铝，所述干法刻蚀工艺的参数包括：刻蚀气体包括cl2和bcl3。
在本实施例中，在所述干法刻蚀工艺过程中，由于第一掩膜层内沟槽深宽比较大，则刻蚀气体易进入所述沟槽内，使得沿平行于基底200表面方向上对阻挡结构膜的刻蚀量较多，则所形成的阻挡结构206顶部沿平行于基底200表面方向上的尺寸较小。随着阻挡结构膜的不断刻蚀，使得由第一掩膜层和阻挡结构膜构成的沟槽的深宽比不断增大，则刻蚀气体进入沟槽的难度较大，即：进入沟槽内刻蚀气体的量较少，则对阻挡结构膜沿平行于基底200表面方向上的刻蚀量较少，因此，所形成的阻挡结构206底部尺寸较大。由此可见，形成侧壁与底部呈锐角的阻挡结构206的难度较小，且易于控制。
具体的，所述锐角的范围为：60度～85度，选择所述阻挡结构206侧壁与底部表面呈锐角的意义在于：若所述阻挡结构206的侧壁与底部表面的夹角小于60度，使得阻挡结构206顶部尺寸过小，使得图像化阻挡结构膜的难度较大；若所述阻挡结构206侧壁与底部的夹角大于85度，使得阻挡结构206顶部尺寸过大，则后续覆盖阻挡结构206侧壁的滤色镜顶部尺寸过小，使得进入像素区ⅰ的入射光较少，则转化为电子的量较少，即：量子效率较低。
在本实施例中，所述阻挡结构206的底部尺寸为：0.1微米～0.16微米。选择所述阻挡结构206底部尺寸的意义在于：所述阻挡结构206底部尺寸不至于过小，一方面使得阻挡结构206底部对入射光进入相邻像素区ⅰ的阻挡能力较强。并且，所述阻挡结构206底部的尺寸相对较大，使得阻挡结构206不易发生倾倒，有利于防止阻挡结构206倾倒对后续工艺造成的污染。
在本实施例中，所述阻挡结构206的顶部尺寸为：0.02微米～0.08微米。选择所述阻挡结构206顶部尺寸的意义在于：所述阻挡结构206顶部的尺寸不至于过小，则阻挡结构206顶部不易发生倾倒，因此，有利于防止阻挡结构206顶部发生倾倒对后续工艺造成的污染；所述阻挡结构206顶部的尺寸不至于过大，使得当图像传感器的制造空间一定时，后续覆盖阻挡结构206侧壁的滤色镜顶部的尺寸较大，则进入像素区ⅰ的入射光较多，因此，有利于提高量子转化效率。
在其他实施例中，所述阻挡结构的顶部尺寸和底部还可以为其它值，只要保证所述阻挡结构的顶部尺寸小于底部尺寸即可。
请参考图6，在所述阻挡结构206的侧壁和顶部表面形成保护层207。
所述保护层207的材料包括氧化硅，所述保护层207的形成方法包括：化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺。
所述保护层207用于保护阻挡结构206，防止阻挡结构206对后续工艺造成污染。
请参考图7，在各所述像素区ⅰ的保护层207表面形成滤色镜208。
所述滤色镜208包括红色滤色镜208a、绿色滤色镜208b或蓝色滤色镜208c，而且一个光电掺杂区201上具有一种颜色的滤色镜208，进入所述滤色镜208的光线能够被一种颜色的滤色镜208滤色，则照射到光电二极管上的入射光为单色光。
由于相邻滤色镜208之间具有阻挡结构206，因此，当入射光照射在阻挡结构206时，在阻挡结构206的侧壁发生发射，使得入射光再次进入对应的光电二极管内，因此，所述阻挡结构206能够防止入射光照射到相邻的滤色镜208内。并且，由于滤色镜208覆盖阻挡结构206的侧壁，而所述阻挡结构206的顶部尺寸小于底部尺寸，因此，所述滤色镜208顶部尺寸大于底部尺寸，使得进入像素区ⅰ的入射光较多，有利于提高量子转化效率。
所述透镜结构209用于聚焦光线，使经过一个透镜结构209的入射光能够照射到该透镜结构209所对应的光电二极管上。
相应的，本发明还提供一种图像传感器，请参考图7，包括：
基底200，所述基底包括若干相互分离的像素区ⅰ；
位于相邻像素区ⅰ之间基底200表面的阻挡结构206，所述阻挡结构206的底部尺寸大于顶部尺寸，且所述阻挡结构206的侧壁与底部呈锐角；
位于各所述像素区ⅰ基底200表面的滤色镜208，所述滤色镜208覆盖阻挡结构206的侧壁。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。