[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明技术方案公开了一种图像传感器及其形成方法。所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底分为第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域的半导体衬底内分别形成有光电器件，所述第一区域的光电器件吸收的光的波长大于所述第二区域的光电器件吸收的光的波长；所述半导体衬底的表面为台阶状表面，所述第一区域的半导体衬底表面高于所述第二区域的半导体衬底表面；浅沟槽隔离结构，形成在所述半导体衬底内、且位于所述光电器件之间。本发明技术方案提高了图像传感器的量子转换效率。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)图像传感器和电荷耦合器件(CCD)图像传感器。CMOS图像传感器具有工艺简单、易于其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。因此，随着图像传感技术的发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD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、数码摄像机、医疗用摄像装置和车用摄像装置等。

CMOS图像传感器包括前照式(FSI)图像传感器和背照式(BSI)图像传感器。在背照式图像传感器中，光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的感光二极管上，从而将光能转化为电能。

量子转换效率(QE，Quantum Efficiency)是影响图像传感器性能的重要指标之一，现有的背照式图像传感器的量子转换效率仍有待提高。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是现有的背照式图像传感器的量子转换效率有待提高。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底分为第一区域和第二区域，所述第一区域和第二区域的半导体衬底内分别形成有光电器件，所述第一区域的光电器件吸收的光的波长大于所述第二区域的光电器件吸收的光的波长；刻蚀所述半导体衬底形成台阶状表面，所述第一区域的半导体衬底表面高于所述第二区域的半导体衬底表面；在所述台阶状表面上形成介质层；在所述介质层上形成平坦化层，所述平坦化层与所述第一区域的半导体衬底上的介质层齐平；在所述平坦化层和第一区域的半导体衬底上的介质层上形成底部抗反射涂层；依次刻蚀所述平坦化层、介质层和半导体衬底，在所述平坦化层、介质层和半导体衬底内形成浅沟槽；在所述半导体衬底内的浅沟槽侧壁和底部形成氧化层；在所述浅沟槽内填满绝缘介质；去除所述平坦化层和部分绝缘介质。

可选的，所述第二区域分为第一第二区域和第二第二区域，所述第一第二区域的光电器件吸收的光的波长大于所述第二第二区域的光电器件吸收的光的波长；所述台阶状表面从高至低依次包括第一区域的半导体衬底表面、第一第二区域的半导体衬底表面和第二第二区域的半导体衬底表面。

可选的，所述介质层的材料为氮化硅。

可选的，在形成所述介质层之前，还包括：在所述台阶状表面形成衬垫氧化层。

可选的，所述台阶状表面的高度差为0.1μm～0.4μm。

可选的，所述台阶状表面的斜面与底面的夹角为30°～60°。

可选的，所述平坦化层的材料为旋涂玻璃或正硅酸乙酯，或者，所述平坦化层为旋涂玻璃和正硅酸乙酯的叠层。

可选的，在形成底部抗反射涂层之前，还包括：在所述平坦化层和第一区域的半导体衬底上的介质层表面形成硬掩膜层。

可选的，去除所述平坦化层和部分绝缘介质后，还包括：去除所述介质层；在所述半导体衬底上及所述半导体衬底内形成器件结构；在所述器件结构上形成层间介质层，在所述层间介质层内形成导电结构。

可选的，采用退火工艺去除所述介质层。