[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明技术方案公开了一种图像传感器及其形成方法，其中图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底内形成分立的光电二极管及深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构位于所述光电二极管之间；在所述半导体衬底表面形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述光电二极管和所述深沟槽隔离结构；在所述层间介质层上形成无定型碳层；刻蚀所述无定型碳层至露出所述层间介质层表面，形成凹槽；在所述无定型碳层表面、凹槽侧壁及底部形成绝缘层；在所述绝缘层表面形成金属层；刻蚀所述金属层和所述绝缘层至露出所述层间介质层表面，形成分立排列的金属栅格；去除所述无定型碳层。所形成的金属栅格的关键尺寸在足够小时，不会发生坍塌情况。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及图像传感器及其形成方法，特别是背照式图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器从物体接收光信号且将光信号转化为电信号，接着电信号可以被传输用于进一步的处理，诸如数字化，然后在诸如存储器、光盘或磁盘的存储器件中存储，或用于在显示器上显示、打印等。图像传感器通常用于诸如数字相机、摄像机、扫描仪、传真机等装置。

图像传感器通常为两种类型，电荷藕合器件(CCD)传感器和CMOS图像传感器(CIS)。CCD称为光电耦合器件，通过光电效应收集电荷，每行像素的电荷随时钟信号被送到模拟位移寄存器上，然后串行转换为电压。CIS是一种快速发展的固态图像传感器，由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于传统的CCD(电荷耦合)图像传感器更具优势，也更易普及。

现有的CMOS图像传感器主要包括前照式(Front-side Illumination，简称FSI)CMOS图像传感器和背照式(Back-side Illumination，简称BSI)CMOS图像传感器两种。其中，在背照式图像传感器中，光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的感光二极管上，从而将光能转化为电能；背照式CMOS图像传感器因其更好的光电转换效果(即量子转化效率高)而获得的更广泛的应用。

但是随着工艺节点的不断减小，在制作背照式图像传感器过程中，金属栅格的尺寸越来越不容易控制。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，有效控制金属栅格的尺寸，保证图像传感器的性能。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底；在所述半导体衬底内形成分立的光电二极管及深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构位于所述光电二极管之间；在所述半导体衬底表面形成层间介质层，所述层间介质层覆盖所述光电二极管和所述深沟槽隔离结构；在所述层间介质层上形成无定型碳层；刻蚀所述无定型碳层至露出所述层间介质层表面，形成凹槽；在所述无定型碳层表面、凹槽侧壁及底部形成绝缘层；在所述绝缘层表面形成金属层；刻蚀所述金属层和所述绝缘层至露出所述层间介质层表面，形成分立排列的金属栅格；去除所述无定型碳层。

可选的，所述金属层的材料为钨或铝，形成所述金属层的工艺为化学气相沉积法或物理气相沉积法。

可选的，形成所述层间介质层的工艺为化学气相沉积法。

可选的，所述层间介质层为单层结构或叠层结构；当所述层间介质层为单层结构时，材料为氧化硅或氮化硅；当所述层间介质层为叠层结构时，包括位于所述半导体衬底表面的氧化硅层，位于所述氧化硅层表面的氮化硅层。

可选的，所述绝缘层的材料是底部抗反射层材料或氮氧化硅，形成所述绝缘层的工艺是化学气相沉积法。

可选的，去除所述无定型碳层的方法为灰化工艺。

可选的，去除所述无定型碳层之后，还包括：在所述层间介质层上形成钝化层，且所述钝化层覆盖所述金属栅格和所述绝缘层。