[发明专利]CIS传感器的形成方法

说明书

本发明提供了一种CIS传感器的形成方法，包括：提供半导体基底，包括相对设置的正面和背面；在正面的所述半导体基底内形成多个绝缘区；在正面的所述半导体基底上形成栅极结构；在背面的所述半导体基底内刻蚀形成多个深沟槽；通过深沟槽向所述半导体基底内注入三价离子，以形成三价离子区，其中，三价离子区位于所述绝缘区和所述沟槽之间；在深沟槽中填充高k物质，以形成深沟槽隔离结构；在背面的所述半导体基底上依次形成滤光器和镜片。在本发明中，通过三价离子区可以阻挡光线在衬底内产生的电子串扰相邻的光电二极管区域中，从而防止漏电的产生。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种CIS传感器的形成方法。

背景技术

随着CIS(CMOS IMAGE SENSOR)传感器芯片向前照式（FSI）向背照式（BSI）和堆栈式(stacked)技术转移，使得CIS的市场应用场景越来越广。CIS传感器芯片趋势是更高的像素和更小的像素，像素的尺寸已经由1.75um的 FSI缩小至1.12um 的BSI，甚至是0.8um 的BSI的尺寸。

随着像素（pixel）尺寸逐渐变小，像素（pixel）之间隔离的区域也同步缩小，从0.5um逐渐缩小到0.2um左右。这时像素（pixel）之间的电学串扰十分严重。尤其是对于穿透力强的红光，在衬底很深的区域，依然会激发电子-空穴对，产生漏电。甚至，红光的穿透力高达100um, 远远超过离子注入(IMP)的深度和深槽隔离(DTI)深度的极限。如图1所示，如图1是现有技术的CIS传感器芯片的结构示意图，包括：衬底110、位于衬底110内像素区域的光电二极管120、以及间隔光电二极管120的绝缘区130、与绝缘区130相对的深沟槽隔离结构（DTI）140，以及位于衬底表面的滤光片150，以及位于滤光片150上的透镜160，滤光片150包括红光滤光片151、与红光滤光片151相邻的绿光滤光片152，以及与绿光滤光片152相邻的蓝光滤光片153。深沟槽隔离结构（DTI）刻蚀深度达到5um已经非常困难，而在FEOL工艺中选出绝缘区时，IMP深度受制于光阻厚度和design rule 限制，无法再深。DTI和绝缘区之间存在间距，透镜160收集光线传给滤光片150，在红光滤光片151过滤后得到的红光可能在衬底110深处产生电子，而电子可能通过DTI和绝缘区之间的空隙进入绿光滤光片152对应的像素区域，导致漏电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CIS传感器的形成方法，可以防止电子穿过通过DTI和绝缘区之间的空隙串扰相邻的像素区域，从而防止漏电的产生。

为了达到上述目的，本发明提供了一种CIS传感器的形成方法，包括：

提供半导体基底，所述半导体基底包括相对设置的正面和背面；

在所述正面的所述半导体基底内形成多个绝缘区；

在正面的所述半导体基底上形成栅极结构；

在所述背面的所述半导体基底内刻蚀形成多个深沟槽；

通过所述深沟槽向所述半导体基底内注入三价离子，以形成三价离子区，其中，所述三价离子区位于所述绝缘区和所述沟槽之间；

在所述深沟槽中填充高k物质，以形成深沟槽隔离结构；

在背面的所述半导体基底上依次形成滤光器和镜片。

可选的，在所述的CIS传感器的形成方法中，所述半导体基底包括硅衬底和位于所述硅衬底内的多个光电二极管。

可选的，在所述的CIS传感器的形成方法中，多个所述绝缘区将多个所述光电二极管分别隔开。

可选的，在所述的CIS传感器的形成方法中，在所述正面的所述半导体基底内形成多个绝缘区的方法包括：

从所述半导体基底的正面注入三价离子，以形成绝缘区。

可选的，在所述的CIS传感器的形成方法中，所述深沟槽正对所述绝缘区。