[发明专利]背照式图像传感器的形成方法

说明书

一种背照式图像传感器的形成方法，包括：提供第一半导体衬底，所述第一半导体衬底具有相对的第一面和第二面；在所述第一半导体衬底内形成若干深沟槽；在所述深沟槽的底部和/或侧壁形成金属层；采用选择性金属沉积工艺在所述金属层上形成第一隔离结构，所述第一隔离结构填充所述深沟槽。采用选择性金属沉积工艺形成的所述第一隔离结构，能够减少在所述第一隔离结构内形成空隙，进而减少光学串扰的问题。另外，所述金属层最终也会作为隔离结构应用，且在选择性金属沉积工艺形成所述第一隔离结构的过程中，不需要形成扩散阻挡层，进而不会占用所述深沟槽的横截面。因此，不需要增加所述深沟槽的宽度，使得所述感光区入射面积增加，提高满径容量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种背照式图像传感器的形成方法。

背景技术

背照式图像传感器是一种将光信号转化为电信号的半导体器件。背照式图像传感器分为互补金属氧化物(CMOS)背照式图像传感器和电荷耦合器件(CCD)背照式图像传感器。CMOS背照式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背照式图像传感器越来越多地取代CCD背照式图像传感器应用于各类电子产品中。目前，CMOS背照式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背照式图像传感器的深沟槽隔离(BDTI)材料通常采用氧化物或其他介质材料，利用入射光在一定角度产生全反射，从而达到防止光串扰的效果。随着技术的不断发展，由于大部分金属的消光系数(K值)都比介质材料高很多，例如波长600nm时，金属钨的K值是6.04，而氧化硅的K值接近于0，所以采用金属作为BDTI深沟槽填充材料，比如金属钨，在任何角度都是不透光的，大大减少了光学串扰的几率。

然而，现有的背照式图像传感器在形成过程中仍存在诸多问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种背照式图像传感器的形成方法，以减少光学串扰的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种背照式图像传感器的形成方法，包括：提供第一半导体衬底，所述第一半导体衬底具有相对的第一面和第二面；在所述第一半导体衬底内形成若干深沟槽；在所述深沟槽的底部和/或侧壁形成金属层；采用选择性金属沉积工艺在所述金属层上形成第一隔离结构，所述第一隔离结构填充所述深沟槽。

可选的，在形成若干所述深沟槽之前，还包括：对所述第二面进行减薄处理。

可选的，对所述第二面进行减薄处理之前，还包括：在所述第一半导体衬底内形成若干第二隔离结构和若干感光区、以及在所述第一面上形成器件层，各所述第二隔离结构自所述第一面延伸入所述第一半导体衬底内，各所述感光区设于所述第一半导体衬底内，且对应设于相邻的所述第二隔离结构之间，所述感光区内具有第一掺杂离子；各所述深沟槽对应各所述第二隔离结构，并自所述第二面向所述第一面延伸，且底部相连对应的所述第二隔离结构。

可选的，所述金属层的形成方法包括：在所述深沟槽的底部、深沟槽的侧壁以及第二面上形成初始金属层；去除所述第二面上形成的所述初始金属层，形成所述金属层。

可选的，所述第一隔离结构的形成方法包括：采用选择性金属沉积工艺在所述金属层上形成初始第一隔离结构，所述初始第一隔离结构填充所述深沟槽。

可选的，当所述初始第一隔离结构的顶部表面与所述第二面齐平时，将所述初始第一隔离结构作为所述隔离结构；当所述初始第一隔离结构的顶部表面高于所述第二面时，还包括：对所述初始第一隔离结构进行平坦化处理，直至暴露出所述第二面为止，形成所述第一隔离结构。

可选的，所述深沟槽的深宽比为5:1～40:1。

可选的，在形成所述初始金属层之前，还包括：在所述第二面上、所述深沟槽的侧壁和底部形成优化层；所述初始金属层在所述优化层上形成。