[发明专利]图像传感器及其形成方法

摘要

一种图像传感器及其形成方法，所述图像传感器包括半导体基底，所述半导体基底包括像素阵列区和周边器件区；位于所述像素阵列区内的若干像素单元，所述像素单元之间通过第一浅沟槽隔离结构相隔离；位于所述周边器件区内的逻辑电路器件，所述逻辑电路器件之间通过第二浅沟槽隔离结构相隔离，且所述第一浅沟槽隔离结构的深度大于所述第二浅沟槽隔离结构的深度。由于只利用较深的第一浅沟槽隔离结构隔离像素单元，不需要形成P型阱区，节省了工艺步骤。且由于第一浅沟槽隔离结构主要用于隔离光电二极管产生的光电子不发生串扰，同时像素单元中的晶体管对应的工作电压也较低，即使具有气泡的第一浅沟槽隔离结构仍然能有效地进行电学隔离。

主权项

一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供半导体基底，所述半导体基底包括像素阵列区和周边器件区；在所述半导体基底表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜层暴露出第一浅沟槽隔离结构和第二浅沟槽隔离结构对应的位置，所述第一浅沟槽隔离结构位于像素阵列区内，所述第二浅沟槽隔离结构位于周边器件区内；以所述第一掩膜层为掩膜，对所述半导体基底进行刻蚀，在第一浅沟槽隔离结构对应的位置形成第一沟槽，在所述第二浅沟槽隔离结构对应的位置形成第二沟槽，利用同一刻蚀工艺形成第一沟槽和第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽的深度和宽度取决于将周边器件区电学隔离所需要的第二浅沟槽隔离结构的深度和宽度，第一沟槽和第二沟槽的深度和宽度相同；在所述第一掩膜层和第二沟槽表面形成第二掩膜层，所述第二掩膜层至少暴露出第一沟槽；以所述第二掩膜层为掩膜对第一沟槽进行刻蚀形成第三沟槽，所述第三沟槽的深度大于所述第一沟槽的深度，第三沟槽的深度由像素单元的深度所决定，第三沟槽的深度大于像素单元的深度，第三沟槽的宽度与第二沟槽的宽度相等，第三沟槽的深宽比大于3:1；采用高深宽比填孔工艺在第三沟槽、第二沟槽和第一掩膜层表面形成介质材料，且所述介质材料位于第三沟槽、第二沟槽位置的高度高于第一掩膜层的表面高度，所述高深宽比填孔工艺使得所述第二沟槽被介质材料完全填充满，当第三沟槽内部还未完全被介质材料填充满时，位于第三沟槽开口处形成的介质材料已将第三沟槽的开口封闭，所述高深宽比填孔工艺包括：沉积气体包括正硅酸乙酯和臭氧，所述正硅酸乙酯的流量为500毫克/分钟～8000毫克/分钟，臭氧的流量为5000标准毫升/分钟～3000标准毫升/分钟，气压为300托～600托，温度为400摄氏度～600摄氏度，经所述高深宽比填孔工艺之后，形成的第一浅沟槽隔离结构内形成有气泡，形成的第二浅沟槽隔离结构内不会形成气泡；以所述第一掩膜层为研磨停止层，利用化学机械研磨工艺去除位于第一掩膜层表面的介质材料；去除第一掩膜层，位于所述第三沟槽内的介质材料形成第一浅沟槽隔离结构，位于所述第二沟槽内的介质材料形成第二浅沟槽隔离结构；在所述像素阵列区内形成若干像素单元，所述第一浅沟槽隔离结构将像素单元相隔离，所述第一浅沟槽隔离结构的深宽比的范围大于3:1，形成的第一浅沟槽隔离结构内形成有气泡；在所述周边器件区内形成逻辑电路器件，所述第二浅沟槽隔离结构将逻辑电路器件相隔离，形成的第二浅沟槽隔离结构内不会形成气泡。