[发明专利]背照式图像传感器及其形成方法

说明书

本发明提供一种背照式图像传感器及其形成方法，所述背照式图像传感器包括若干第一隔离结构，自第一面延伸至半导体衬底内，并具有第一开口自所述第一隔离结构的顶部延伸至所述第一隔离结构内；第一外延层覆盖所述第一开口的侧壁及底部；格栅结构包括上下相连的第一格栅部及第二格栅部。本发明通过低温外延工艺形成的第一外延层，避免了高温工艺对第一隔离结构的影响，所述第一格栅部设于所述第一外延层上，并填充所述第一开口，所述第二格栅部沿所述第一格栅部的顶部延伸且覆盖所述第一开口，彩色滤色片及微透镜嵌设相邻的所述第二格栅部之间，避免串扰效应，提高背照式图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种背照式图像传感器及形成方法。

背景技术

目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置（例如胃镜）、车用摄像装置等。CMOS图像传感器产品可分为FSI（Front SideIllumination，前照式）和BSI（Back Side Illumination，背照式）。

背照式图像传感器具有优越的性能因此获得了广泛的应用，但是现有的背照式图像传感器采用HfO₂层作为入光面的pin（钉扎层），利用HfO₂的负电荷于背照式图像传感器表面感应正电荷pin住表面，但存在pin的能力不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器及其形成方法，一方面，为了解决HfO₂存在pin能力不足的问题，提供了一种BSI面钉扎层的结构及其形成方法；另一方面，提供了一种新型的DTI（深沟槽隔离）、Metal Grid（金属格栅）的结构及其形成方法，背照式图像传感器的光敏感性和相对照度更好，像素之间的串扰更小，且工艺更稳定。

基于以上考虑，本发明第一方面提供一种背照式图像传感器，包括：半导体衬底，具有相对的第一面及第二面；若干第一隔离结构，自所述第一面延伸至所述半导体衬底内，并具有第一开口，所述第一开口自所述第一隔离结构的顶部延伸至所述第一隔离结构内；若干感光单元，包括光电二极管，各所述光电二极管并排设于相邻各所述第一隔离结构之间；第一外延层，覆盖所述第一开口的侧壁及底部；格栅结构，包括上下相连的第一格栅部及第二格栅部；其中，所述第一格栅部设于所述第一外延层上，并填充所述第一开口；所述第二格栅部沿所述第一格栅部的顶部延伸且覆盖所述第一开口 。

优选的，所述第一格栅部的顶部相对于所述第一面高出于或平齐于所述第一外延层的顶面。

优选的，所述第一外延层还沿所述第一开口的侧壁纵向延伸。

优选的，所述第二格栅部的侧壁平齐于所述第一开口的侧壁。

优选的，还包括：第二外延层，覆盖所述第一面，且沿所述第一面横向连接所述第一外延层。

优选的，所述第二外延层的顶面相对于所述第一面高出于或平齐于所述第一格栅部的顶部。

优选的，还包括：第一介质层，沿所述第一开口的侧壁和底部覆盖所述第一外延层，和/或，第二介质层，沿所述第一面覆盖所述第二外延层。

优选的，所述第二介质层沿所述第二外延层的表面横向连接所述第一介质层。