[发明专利]一种图像传感器及其制备方法

说明书

本发明提供的一种图像传感器及其制备方法中，所述图像传感器的制备方法包括以下步骤：提供一半导体衬底，所述半导体衬底中形成有若干沟槽；在所述半导体衬底上形成金属层，所述金属层还填充了所述沟槽；以及刻蚀部分位于所述半导体衬底上的所述金属层，保留所述沟槽中的金属层和所述沟槽正上方的金属层，以得到深沟槽隔离结构，从而形成图像传感器。本发明的图像传感器的制备方法通过三个工艺步骤形成了图像传感器的深沟槽隔离结构，其工艺步骤得到了简化，工艺时间较短，降低了工艺成本。同时，所述金属层没有了现有技术中的介质层的隔离，使得光线无法从深沟槽隔离结构的一侧进入另一侧，从而降低了图像传感器漏光的风险。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种图像传感器及其制备方法。

背景技术

图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的器件，其广泛应用于数码静态相机、蜂窝式电话、监控摄像机，以及医疗、汽车等领域中。由于对更高解析度、更低电力消耗、增大动态范围等的不断增加的需求，图像传感器的装置架构已持续快速地发展。这些需求也促进了图像传感器在这些装置中的进一步小型化及集成。

像素串扰限制了半导体图像传感器装置的性能，理论上，图像传感器中的每一像素作为独立光子检测器操作，即，一个像素中的电子/空穴含量不会溢出到相邻像素(或装置中的任何其它像素)中，而在真实图像传感器中，情况并非如此，电信号可从一个像素移动到另一像素，此串扰可增加白像素的数目、降低图像传感器灵敏度，并导致彩色信号混合。串扰的许多解决方案通常扩大了暗电流的影响或促成暗电流，暗电流与串扰的组合可造成明显的图像劣化。

为了减轻串扰/暗电流的影响并增强图像传感器性能，提出了深沟槽隔离结构的方案，但是现有的深沟槽隔离结构在制备时工艺复杂，其工艺时间较长，工艺成本较高。另外，现有的深沟槽隔离结构还存在漏光的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像传感器及其制备方法，能够简化制备图像传感器的工艺步骤，缩短工艺时间，降低工艺成本，还能够降低图像传感器的漏光风险。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器的制备方法，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底中形成有若干沟槽；

在所述半导体衬底上形成金属层，所述金属层填充了所述沟槽；以及刻蚀部分位于所述半导体衬底上的所述金属层，保留所述沟槽中的金属层和所述沟槽正上方的金属层，以得到深沟槽隔离结构，从而形成图像传感器。

可选的，提供一半导体衬底，所述半导体衬底中形成有若干沟槽具体包括以下步骤：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底上依次形成有第一介质层和图形化的第一光刻胶层，图形化的所述第一光刻胶层在所述沟槽的正上方具有第一开口；

在所述第一开口处，以图形化的所述第一光刻胶层为掩模，依次刻蚀第一介质层和半导体衬底，以形成若干沟槽，所述沟槽贯穿部分厚度的所述半导体衬底；以及

去除剩余的所述第一光刻胶层。

进一步的，在所述半导体衬底上形成金属层，所述金属层还填充了所述沟槽具体包括以下步骤：

在所述第一介质层的全局表面、所述沟槽的槽底以及侧壁上形成第二介质层；以及

在所述沟槽中，以及所述第二介质层的全局表面上形成金属层。

更进一步的，所述金属层的材料包括钨和/或铜。

进一步的，所述第二介质层的介电常数小于第一介质层的介电常数。

进一步的，刻蚀部分位于所述半导体衬底上的所述金属层，保留所述沟槽中的金属层和所述沟槽正上方的金属层，以得到深沟槽隔离结构，从而形成图像传感器包括以下步骤：