[发明专利]前照式图像传感器及形成方法

说明书

本发明提供一种前照式图像传感器及形成方法，通过于衬底上形成感光层及介质层，所述感光层内设有像素阵列；形成贯穿所述介质层并延伸至所述感光层内的隔离挡墙，所述隔离挡墙包括金属材料，所述金属材料对来自像素阵列外围，比如围绕所述像素阵列的外围电路的光进行反射，并且可以隔挡光生载流子，从而能有效避免像素阵列外围的光和/或光生载流子对像素阵列的影响，提高图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种前照式图像传感器及形成方法。

背景技术

CMOS图像传感器具有低功耗、低成本和兼容CMOS工艺等特点，得到越来越广泛的应用。现有的CMOS图像传感器一般分为前照式(Front-Side Illuminated，简称为FSI)图像传感器和背照式(Back-Side Illuminated，简称为BSI)图像传感器两种。

如图1所示，现有技术的前照式图像传感器设置有布置成像素行和像素列的像素阵列1。各像素包括经由转移栅极（未图示）耦接到浮动扩散区（未图示）的光电二极管（未图示）。所述光电二极管设置于金属互连层（未图示）下，入射光穿过所述金属互连层至所述光电二极管，所述光电二极管接收入射光并将其转换成电信号。外围电路围绕所述像素阵列1，并包括列读出电路3耦接到每个像素列以用于读出来自各像素的像素信号，以及行控制电路2向各像素提供控制信号。

所述列读出电路3设有若干晶体管（未图示）及功能模块，比如数字电路模块、模拟电路模块等。在没有入射光照射的状态下，比如暗光环境中，所述器件及所述功能模块可以产生光、电子扩散（通过图1中的箭头示意），从而对像素阵列产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种前照式图像传感器及形成方法，通过设置包括有金属材料的隔离挡墙以隔离来自像素阵列外围的光和/或光生载流子。

基于以上考虑，本发明提供一种前照式图像传感器，包括：衬底、自下而上设于所述衬底上的感光层及介质层，所述感光层内设有像素阵列；隔离挡墙，自所述介质层延伸至所述感光层内且包括金属材料，以隔离所述像素阵列外围的光和/或光生载流子。

优选的，还包括：与所述隔离挡墙同时形成的金属接触孔。

优选的，所述隔离挡墙至少设于所述像素阵列的一侧。

优选的，所述隔离挡墙包括自内而外的金属材料层及阻挡材料层。

优选的，所述隔离挡墙还包括中空内腔。

优选的，所述像素阵列外围设有第一浅沟槽隔离结构，所述隔离挡墙穿过并排于所述第一浅沟槽隔离结构的第二浅沟槽隔离结构。

优选的，所述第二浅沟槽隔离结构的横向尺寸大于所述隔离挡墙的横向尺寸。

本发明的另一方面提供一种前照式图像传感器的形成方法，包括：于衬底上形成感光层及介质层，所述感光层内设有像素阵列；形成贯穿所述介质层并延伸至所述感光层内的隔离挡墙，所述隔离挡墙包括金属材料以隔离所述像素阵列外围的光和/或光生载流子。

形成所述隔离挡墙的同时还形成金属接触孔。

所述隔离挡墙包括金属材料层；形成贯穿所述介质层并延伸至所述感光层内的隔离挡墙包括：于所述像素阵列外围形成对应所述隔离挡墙的深沟槽，形成至少覆盖所述深沟槽侧壁的所述金属材料层。

所述金属材料层至少填充部分所述深沟槽。

所述隔离挡墙还包括设于所述衬底及所述金属材料层之间的阻挡材料层。

本发明通过于衬底内形成自介质层延伸至感光层内的隔离挡墙，所述隔离挡墙包括金属材料。所述金属材料对来自像素阵列外围，比如围绕所述像素阵列的外围电路的光进行反射，并且可以隔挡光生载流子，从而能有效避免像素阵列外围的光和/或光生载流子对像素阵列的影响，提高图像传感器的性能。