[发明专利]图像传感器及其形成方法、工作方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，方法包括：提供衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区包括多个第一隔离区和多个第一像素区，所述第一隔离区位于相邻第一像素区之间，所述第二区包括多个第二像素区和多个第二隔离区，所述第二隔离区位于相邻第二像素区之间；在所述衬底第一隔离区表面形成第一栅格层；在衬底第一像素区表面形成第一滤光层，所述第一滤光层位于第一栅格层之间；在衬底第二隔离区表面形成第二栅格层，所述第二栅格层顶部表面高于第一栅格层；在衬底第二像素区表面形成第二滤光层，所述第二滤光层位于第二栅格层之间，所述第二滤光层的厚度大于第一滤光层的厚度。所述方法提高了图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法、工作方法。

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、易与其它器件集成、体积小、重量轻、功耗小和成本低等优点。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。

图像传感器中采用栅格层隔离滤光层以减小相邻像素单元之间的串扰，然而随着器件集成度的提高，图像传感器中滤光层的高度难以调节，影响了图像传感器的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法、工作方法，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：提供衬底，所述衬底包括第一区和第二区，所述第一区包括多个第一隔离区和多个第一像素区，所述第一隔离区位于相邻第一像素区之间，所述第二区包括多个第二像素区和多个第二隔离区，所述第二隔离区位于相邻第二像素区之间；在所述衬底第一隔离区表面形成第一栅格层；在衬底第一像素区表面形成第一滤光层，所述第一滤光层位于第一栅格层之间；在衬底第二隔离区表面形成第二栅格层，所述第二栅格层顶部表面高于第一栅格层；在衬底第二像素区表面形成第二滤光层，所述第二滤光层位于第二栅格层之间，所述第二滤光层的厚度大于第一滤光层的厚度。

可选的，所述第一栅格层的形成方法包括：在所述衬底第一区和第二区表面形成初始第一栅格材料层；在所述初始第一栅格材料层表面形成第一图形化层，所述第一图形化层暴露出第一像素区的初始第一栅格材料层，所述第一图形化层覆盖第二区和第一隔离区的初始第一栅格材料层；以所述第一图形化层为掩膜，刻蚀去除第一像素区的初始第一栅格材料层，在衬底第一隔离区形成第一栅格层，相邻第一栅格层之间具有第一凹槽。

可选的，形成初始第一栅格材料层之前，还包括：在所述衬底第一区和第二区表面形成保护层；所述初始第一栅格材料层位于所述保护层表面；以所述第一图形化层为掩膜刻蚀所述初始第一栅格材料层，直至暴露出第一隔离区的保护层表面，在第一隔离区保护层表面形成第一栅格层，相邻第一栅格层之间具有第一凹槽，所述第一凹槽暴露出第一像素区的保护层表面。

可选的，所述第二栅格层的形成方法包括：形成第一滤光层后，在所述第二区的初始第一栅格材料层、第一滤光层和第一栅格层表面形成初始增厚层；在所述初始增厚层表面形成第二图形化层，所述第二图形化层暴露出第二像素区的初始增厚层，所述第二图形化层覆盖第一区和第二隔离区的初始增厚层；以所述第二图形化层为掩膜，刻蚀去除第二像素区的初始增厚层和初始第一栅格材料层，在衬底第二隔离区形成第二栅格层，相邻第二栅格层之间具有第二凹槽。

可选的，所述第一滤光层的形成方法包括：在所述第一凹槽内、第一栅格层表面和第二区的初始第一栅格材料层表面形成初始第一滤光层；回刻蚀所述初始第一滤光层，直至暴露出第一栅格层表面，形成所述第一滤光层。