两个、四个或八个光电二极管共用一个浮动扩散点的CMOS图像传感器，或者背照式的两个、四个或八个光电二极管共用一个浮动扩散点的CMOS图像传感器。
[0033]请参阅图1，为本发明的一个较佳实施例的减少CMOS图像传感器电学互扰的方法的流程示意图。本实施例中，以背照式CMOS图像传感器为例，减少背照式CMOS图像传感器电学互扰的方法，包括:
[0034]步骤01:提供一半导体衬底，并在半导体衬底中形成多个浅沟槽隔离结构，并形成位于相邻的浅沟槽隔离结构之间的光电二极管区域和像素单元电路区域；
[0035]具体的，半导体衬底可以但不限于为硅衬底；浅沟槽隔离结构用于隔离相邻的像素单元；像素单元电路区域位于光电二极管区域的上方，像素单元电路包括转移管、复位管、放大管和选择管，在转移管的一侧具有钉扎层，钉扎层与光电二极管区域通过一结合扩散区连接；像素单元电路区域包括栅极、位于栅极一层的钉扎层；结合扩散区位于钉扎层下方且靠近栅极的区域。
[0036]步骤02:向半导体衬底中且对应于浅沟槽隔离结构下方的区域进行离子注入，以形成离子注入区；
[0037]具体的，离子注入是从半导体衬底背面注入到半导体衬底中，离子注入时可以采用氢离子或氦离子，所得到的离子注入区的顶部等于或高于像素二极管区域的底部，且不与浅沟槽隔离结构相接触；通过该步骤02，可以在浅沟槽隔离结构下方的半导体衬底中形成离子注入区，并且避免浅沟槽隔离结构与离子注入区的接触。离子注入区的顶部之所以要等于或高于光电二极管区域的底部，是为了阻挡光电二极管下方的半导体衬底中的离子进入到邻近的像素单元中，
[0038]步骤03:经退火工艺，在离子注入区中形成多个空隙。
[0039]具体的，经退火，离子注入区中形成的空隙，对于电子来说是一个势皇，这些势皇阻挡了非耗尽区的电子扩散到邻近像素单元中。例如，离子注入区形成微孔区。
[0040]上述减少背照式CMOS图像传感器电学互扰的方法适用于现有的背照式的两个、四个、八个光电二极管共用一个浮动扩散点的CMOS图像传感器结构。
[0041]本发明的一实施例中，还提供了一种CMOS图像传感器，以背照式CMOS图像传感器为例，请参阅图2，该实施例中的背照式CMOS图像传感器中的一个像素单元包括:P型半导体衬底1，位于P型半导体衬底I中的N型光电二极管区域2，位于N型光电二极管区域2上方的像素单元电路区域XS，像素单元电路区域XS位于P型半导体衬底I表面，像素单元电路区域XS包括转移管ZY、复位管FW、放大管FD和选择管XZ，在转移管ZY的一侧底部具有钉扎层3以及位于钉扎层3下面与钉扎层3连接的结合扩散区KS，该结合扩散区KS的底部连接N型光电二极管区域2 ;浅沟槽隔离结构STI位于该像素单元电路区域XS的两侧，用于隔离相邻的像素单元。在半导体衬底I中且对应于浅沟槽隔离结构STI的下方区域具有离子注入区4，该离子注入区4具有多个空隙；该离子注入区4的横截面为长条状，该离子注入区4的顶部不与浅沟槽隔离结构STI接触，较佳的，低于N型光电二极管区域2的顶部；该离子注入区4的底部等于或高于光电二极管区域2的底部；该离子注入区域4的底部穿透到P型半导体衬底I的背面，且与彩色滤光片5接触；以及在P型半导体衬底I的背面依次向下具有彩色滤光片5和微凸透镜6。
[0042]本发明的一实施例中还提供了一种CMOS图像传感器的制备方法，请参阅图3，以背照式CMOS图像传感器为例，在该实施例中背照式CMOS图像传感器的制备方法包括:
[0043]步骤11:提供一半导体衬底，并在半导体衬底中形成多个浅沟槽隔离结构，并形成位于相邻的浅沟槽隔离结构之间的像素二极管区域和像素单元电路区域；浅沟槽隔离结构用于隔离相邻的像素单元电路区域；
[0044]具体的，请参考上述实施例中的步骤OI，这里不再赘述。
[0045]步骤12:向半导体衬底中且对应于浅沟槽隔离结构下方的区域进行离子注入，以形成离子注入区；
[0046]具体的，请参考上述实施例中的步骤02，这里不再赘述。
[0047]步骤13:经退火工艺，在离子注入区中形成多个空隙；
[0048]请参考上述实施例中的步骤03，这里不再赘述。
[0049]步骤14:在接近光电二极管区域的半导体衬底表面依次形成滤光片和微凸透镜。
[0050]这里，在半导体衬底背面依次形成滤光片和微凸透镜。滤光片和微凸透镜的形成可以采用常规工艺。
[0051]综上所述，本发明的减少CMOS图像传感器电学互扰的方法、以及CMOS图像传感器及其制备方法，在具有光电二极管和像素单元电路的像素单元结构中，在对应于浅沟槽隔离结构区域的下方区域进行离子注入，这些注入的离子经退火后形成多个空隙，这些空隙成为电子迀移的势皇，由于在光电二极管和像素单元电路下方的区域为非耗尽区，从而阻挡非耗尽区的电子扩散到邻近的像素单元，以降低邻近像素之间的电学互扰。
[0052]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1.一种减少CMOS图像传感器电学互扰的方法，其特征在于，包括: 步骤01:提供一半导体衬底，并在所述半导体衬底中形成多个浅沟槽隔离结构，并形成位于相邻的浅沟槽隔离结构之间的光电二极管区域和像素单元电路区域；浅沟槽隔离结构用于隔离相邻的像素单元电路区域； 步骤02:向所述半导体衬底中且对应于所述浅沟槽隔离结构下方的区域进行离子注入，以形成离子注入区； 步骤03:经退火工艺，在所述离子注入区中形成多个空隙。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述像素单元电路区域位于所述光电二极管区域的上方。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离子注入区的顶部等于或高于所述光电二极管区域的底部，且不与所述浅沟槽隔离结构相接触。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤02中，所述离子注入是从所述半导体衬底背面注入到所述半导体衬底中。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤02中，所述离子注入采用氢离子或氦离子。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CMOS图像传感器为前照式的两个、四个或八个光电二极管共用一个浮动扩散点的CMOS图像传感器，或者为背照式的两个、四个或八个光电二极管共用一个浮动扩散点的CMOS图像传感器。7.—种CMOS图像传感器，包括:半导体衬底，位于半导体衬底中的像素单元，每个像素单元包括像素单元电路区域和光电二极管区域，位于每个所述像素单元的两侧的浅沟槽隔离结构，位于所述像素单元下方的非耗尽区，以及接近所述光电二极管区域的所述半导体衬底表面的彩色滤光片和微凸透镜；其特征在于，还包括:在半导体衬底中且对应于所述浅沟槽隔离结构的下方区域为具有多个空隙的离子注入区；所述离子注入区的顶部高于所述非耗尽区且不与所述浅沟槽隔离结构底部接触，所述离子注入区的底部穿透所述半导体衬底背面。8.根据权利要求7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，包括:所述像素单元电路区域下方为所述光电二极管区域，所述光电二极管区域与所述像素单元电路区域通过一结合扩散区相连，位于每个所述像素单元电路两侧的浅沟槽隔离结构；以及位于所述半导体衬底背面的彩色滤光片和微凸透镜；所述离子注入区的顶部等于或高于所述光电二极管区域的底部；所述离子注入区的底部与所述彩色滤光片接触。9.一种CMOS图像传感器的制备方法，其特征在于，包括: 步骤11:提供一半导体衬底，并在所述半导体衬底中形成多个浅沟槽隔离结构，并形成位于相邻的浅沟槽隔离结构之间的光电二极管区域和像素单元电路区域；浅沟槽隔离结构用于隔离相邻的像素单元电路区域； 步骤12:向所述半导体衬底中且对应于所述浅沟槽隔离结构下方的区域进行离子注入，以形成离子注入区； 步骤13:经退火工艺，在所述离子注入区中形成多个空隙； 步骤14:在接近所述光电二极管区域的所述半导体衬底表面依次形成滤光片和微凸透镜。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤12中，所述离子注入是从所述半导体衬底背面注入到所述半导体衬底中。11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤12中，所述离子注入采用氢离子或氦离子。
【专利摘要】本发明提供了图像传感器及制备方法、减少电学互扰的方法，在具有光电二极管和像素单元电路的像素单元结构中，向半导体衬底中且对应于浅沟槽隔离结构下方的区域进行离子注入，以形成离子注入区，这些注入的离子经退火后形成多个空隙，这些空隙成为电子迁移的势垒，由于在光电二极管和像素单元电路下方的区域为非耗尽区，从而阻挡非耗尽区的电子扩散到邻近的像素单元，以降低邻近像素之间的电学互扰。
【IPC分类】H01L21/265, H01L27/146
【公开号】CN104916655
【申请号】CN201510367294
【发明人】田志, 陈昊瑜, 顾珍
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月29日