[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像传感领域，特别涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、手机照相、数码摄像机、医疗用摄像装置（例如胃镜）、车用摄像装置等，用于感测投射到半导体基底上的光线，并相应转化为电信号，形成图像信号。图像传感器通常包括若干像素单元构成的像素阵列区和与像素单元电连接的周边器件区。所述像素阵列区包括光电二极管及其他相应的晶体管（例如复位晶体管、转移晶体管等），利用光电二极管将外界光转换为光电子，并利用与光电二极管相连接的其他晶体管将光电子转换为电信号。所述周边器件区通常包括连接像素单元的逻辑电路对应的逻辑电路器件，通常包括输入/输出器件、模拟/数字（A/D）转换器等。

现有技术中图像传感器的形成过程的剖面结构示意图如图1至图4所示，包括：

请参考图1，提供P型的半导体基底10，所述半导体基底10包括像素阵列区Ⅰ和周边器件区Ⅱ；

请参考图2，在像素阵列区Ⅰ和周边器件区Ⅱ之间、像素阵列区Ⅰ内形成第一浅沟槽隔离结构21，在所述周边器件区Ⅱ内形成第二浅沟槽隔离结构31，所述第一浅沟槽隔离结构21将像素阵列区Ⅰ分隔成阵列排列的若干个像素单元，所述第二浅沟槽隔离结构31将周边器件区Ⅱ的相邻逻辑电路器件电学隔离，所述第一浅沟槽隔离结构21和第二浅沟槽隔离结构31利用同一工艺同时形成，所述第一浅沟槽隔离结构21和第二浅沟槽隔离结构31的深度相同；

请参考图3，在所述像素阵列区Ⅰ内形成像素单元，所述像素单元包括光电二极管和其他相应的晶体管，在所述周边器件区Ⅱ内形成逻辑电路器件，为了简化说明，在图3中，像素单元仅示出光电二极管，N型阱区20和P型的半导体基底10之间的PN结作为光电二极管，逻辑电路器件仅示出一个MOS晶体管30。

请参考图4，在所述半导体基底10表面形成图形化的光刻胶层50，所述图形化的光刻胶层50覆盖像素阵列区Ⅰ的光电二极管、其他相应的晶体管和周边器件区Ⅱ的逻辑电路器件，且暴露出所述第一浅沟槽隔离结构21表面，以所述光刻胶层50为掩膜，对所述第一浅沟槽隔离结构21底部的半导体基底10进行P型离子注入，使得在所述第一浅沟槽隔离结构21底部的半导体基底10内形成P型阱区60，所述第一浅沟槽隔离结构21和P型阱区60的总深度大于所述光电二极管（即N型阱区20）的深度，利用所述第一浅沟槽隔离结构21和P型阱区60的叠层结构将相邻像素单元电学隔离，避免光电二极管产生的光电子发生串扰。

但上述图像传感器的形成工艺较为复杂，工艺不容易控制，成本较高。

更多关于如何避免图像传感器发生串扰的技术方案，请参考公开号为US2010/0196785A1的美国专利文献。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其形成方法，形成工艺简单且能避免发生串扰。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器，包括：半导体基底，所述半导体基底包括像素阵列区和周边器件区；位于所述像素阵列区内的若干像素单元，所述像素单元之间通过第一浅沟槽隔离结构相隔离；位于所述周边器件区内的逻辑电路器件，所述逻辑电路器件之间通过第二浅沟槽隔离结构相隔离，且所述第一浅沟槽隔离结构的深度大于所述第二浅沟槽隔离结构的深度。

可选的，所述第一浅沟槽隔离结构的深宽比的范围大于3:1。

可选的，所述第一浅沟槽隔离结构的深宽比大于所述第二浅沟槽隔离结构的深宽比。

可选的，所述第一浅沟槽隔离结构的深度大于所述像素单元的深度。

可选的，所述第一浅沟槽隔离结构中具有气泡。

可选的，所述第一浅沟槽隔离结构和第二浅沟槽隔离结构的宽度相等。

可选的，所述像素阵列区和周边器件区之间通过第一浅沟槽隔离结构或第二浅沟槽隔离结构相隔离。

可选的，还包括：位于所述第一浅沟槽隔离结构的外部侧壁和底部的半导体基底内的P型重掺杂区。

可选的，所述像素单元包括光电二极管、转移晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管。

可选的，所述图像传感器为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。