[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：半导体衬底包括第一侧和与第一侧相对的第二侧；刻蚀第一侧的半导体衬底，在第一侧的半导体衬底中形成若干沟槽；在沟槽中形成含硼的硅玻璃层，含硼的硅玻璃层的表面低于第一侧的半导体衬底表面；进行退火工艺，使含硼的硅玻璃层中的硼离子扩散到相邻沟槽之间的半导体衬底中形成掺杂停止层；在沟槽中填充隔离材料，形成深沟槽隔离结构；在第一侧的半导体衬底上形成图像传感器的像素，所述像素感测从第二侧入射的光线；以掺杂停止层和含硼的硅玻璃层作为停止层，从半导体衬底的第二侧减薄半导体衬底；湿法刻蚀去除所述掺杂停止层和含硼的硅玻璃层。本发明方法工艺简单。

技术领域

本发明涉及图像传感器，特别涉及一种背照式图像传感器的形成方法。

背景技术

半导体图像传感器被用于感测诸如光的辐射。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)和电荷耦合器件(CCD)传感器被广泛用于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。这些设备利用衬底中的像素(可包括光电二极管(感光区)和晶体管)阵列来吸收投向衬底的辐射并且将所感测到的辐射转换为电信号。

背照式(BSI)图像传感器件是图像传感器件的一种类型。背照式(BSI)图像传感器件可用于检测来自衬底背侧的光。与前照式(FSI)图像传感器件相比，BSI图像传感器件具有更好的性能，尤其在低光照条件下。然而，现有制造背照式(BSI)图像传感器件制作过程包括：在半导体衬底上形成外延硅层；然后在外延硅层中制作感光区；在半导体衬底上制作互连结构；然后减薄半导体衬底，暴露出外延层；在外延层的背面形成滤光层和微透镜。

现有背照式图像传感器件制作需要额外形成外延硅层，使得背照式图像传感器件的制作成本较高，工艺复杂。

发明内容

本发明解决的问题是降低背照式图像传感器件的制作成本，简化工艺。

为解决上述问题，本发明提供了一种背照式图像传感器的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括第一侧和与第一侧相对的第二侧；

刻蚀第一侧的半导体衬底，在第一侧的半导体衬底中形成若干沟槽；

在沟槽中形成含硼的硅玻璃层，所述含硼的硅玻璃层覆盖沟槽的部分侧壁且含硼的硅玻璃层的表面低于第一侧的半导体衬底表面；

进行退火工艺，使含硼的硅玻璃层中的硼离子扩散到相邻沟槽之间的半导体衬底中形成掺杂停止层；

在沟槽中填充隔离材料，形成深沟槽隔离结构；

在深沟槽隔离结构之间的第一侧的半导体衬底上形成图像传感器的像素，所述像素感测从第二侧入射的光线；

以掺杂停止层和含硼的硅玻璃层作为停止层，从半导体衬底的第二侧减薄半导体衬底；

湿法刻蚀去除所述掺杂停止层和含硼的硅玻璃层。

可选的，所述含硼的硅玻璃层的形成过程为：在所述沟槽中填充满含硼的硅玻璃材料层；刻蚀去除部分厚度的含硼的硅玻璃材料层，在沟槽中形成含硼的硅玻璃层，所述含硼的硅玻璃层覆盖沟槽的部分侧壁且含硼的硅玻璃层的表面低于第一侧的半导体衬底表面。

可选的，所述退火的温度为800-950摄氏度，时间为0.5-2小时。

可选的，从半导体衬底的第二侧减薄半导体衬底的过程包括：采用化学机械研磨工艺去除第二侧部分厚度的半导体衬底；采用湿法刻蚀工艺继续刻蚀化学机械研磨工艺后的半导体衬底，以掺杂停止层和含硼的硅玻璃层作为刻蚀停止层。

可选的，采用湿法刻蚀工艺继续刻蚀化学机械研磨工艺后的半导体衬底时采用的刻蚀溶液为HNO₃和HF的混合溶液。