[发明专利]CMOS影像传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及影像传感器技术领域，特别涉及一种CMOS影像传感器及其形成方法。

背景技术

影像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓影像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器。影像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见影像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开影像传感器了。

影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置（Charge-Coupled Device）影像传感器（亦即俗称CCD影像传感器）以及CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补型金属氧化物半导体（CMOS）技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS影像传感器具有更广的应用前景。

请参考图1，其为现有的一种CMOS影像传感器的结构示意图。如图1所示，通常的，CMOS影像传感器1包括：硅衬底10，形成于所述硅衬底10中的多个光电二极管（Photoelectric Diode，PD）11，及位于相邻两个光电二极管11之间的浅槽隔离（Shallow Trench Isolation，STI）12，其中，所述浅槽隔离12起到了隔离相邻两个光电二极管11的作用。

在这样的CMOS影像传感器1中，由于光电二极管11与浅槽隔离12紧密贴合，浅槽隔离12结构中的（缺陷）电子移动往往容易传递到光电二极管11中，从而造成光电二极管11检测到非光照产生的电流（即暗电流），降低了光电二极管11的可靠性，从而降低了CMOS影像传感器的可靠性。

为此，现有技术提出了一种解决方案。请参考图2，其为现有的另一种CMOS影像传感器的结构示意图。如图2所示，现有的另一种CMOS影像传感器2包括：硅衬底20，形成于所述硅衬底20中的多个光电二极管21，及位于相邻两个光电二极管21之间的浅槽隔离24，其中，所述浅槽隔离24与其相邻的光电二极管21之间通过离子注入层23相隔离。具体的，所述离子注入层23通过离子注入工艺22形成，通过所述离子注入层23能够避免浅槽隔离24结构中的（缺陷）电子移动传递到光电二极管21中，从而避免了光电二极管21出现暗电流的问题。

但是，通过离子注入工艺形成离子注入层，以隔绝浅槽隔离与光电二极管的方案存在如下问题：此种方案的工艺要求非常严格，需要精确控制离子注入的角度，同时对于形成浅槽隔离之前的浅槽深度具有严格要求，若浅槽深度过深或者离子注入角度不够精确，都将造成离子注入无法进入浅槽底部，即无法在浅槽隔离和光电二极管之间形成有效地隔离层，从而不能起到避免光电二极管出现暗电流的问题。

因此，如何有效避免浅槽隔离结构中的（缺陷）电子移动传递到光电二极管中，进而防止光电二极管检测到非光照产生的电流（即暗电流）仍是本领域中的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CMOS影像传感器及其形成方法，以解决现有的CMOS影像传感器不能有效避免浅槽隔离结构中的（缺陷）电子移动传递到光电二极管中，进而防止光电二极管检测到非光照产生的电流（即暗电流）的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种CMOS影像传感器，包括：硅衬底，形成于所述硅衬底中的多个光电二极管，及位于相邻两个光电二极管之间的浅槽隔离，其中，所述浅槽隔离与相邻的光电二极管之间形成有高K介质层。

可选的，在所述的CMOS影像传感器中，所述高K介质层的介电常数大于等于4。

可选的，在所述的CMOS影像传感器中，所述高K介质层的厚度为10埃~70埃。

可选的，在所述的CMOS影像传感器中，所述高K介质层的材料为氧化铪、氧化铝、氧化钽和氧化锆中的一种或多种。

可选的，在所述的CMOS影像传感器中，所述高K介质层通过化学气相沉积工艺、炉管工艺或者原子层淀积工艺形成。

可选的，在所述的CMOS影像传感器中，所述高K介质层与相邻的光电二极管之间形成有离子注入层。

本发明还提供一种CMOS影像传感器的形成方法，包括：

提供硅衬底，所述硅衬底中形成有多个光电二极管；

在相邻两个光电二极管之间形成浅槽；