[发明专利]图像传感器及形成图像传感器的方法

权利要求书

1.一种形成图像传感器的方法，包括：

在第一半导体材料层中形成光电二极管；

在所述第一半导体材料层之下形成第一间隔层；

在所述第一间隔层之下形成第二半导体材料层以及位于所述第二半导体材料层中的用于所述光电二极管的浮置扩散区；

在所述第二半导体材料层之下形成第二间隔层；

在所述第二间隔层之下形成第三半导体材料层以及位于所述第三半导体材料层中的用于所述光电二极管的晶体管的有源区，其中，所述第一间隔层的材料不同于所述第一和第二半导体材料层的材料，所述第二间隔层的材料不同于所述第二和第三半导体材料层的材料；以及

将所述第一间隔层和所述第二间隔层分别替换为第一电介质材料层和第二电介质材料层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一间隔层和所述第二间隔层分别替换为所述第一电介质材料层和所述第二电介质材料层包括：

在所述第一半导体材料层的上表面进行操作，形成贯穿所述第一半导体材料层并且底部至少低于所述第二间隔层的上表面第一凹槽；

采用湿法刻蚀处理，使用对所述第一和第二间隔层的材料的刻蚀速率高并且对所述第一至第三半导体材料层的材料的刻蚀速率低的刻蚀剂，经由所述第一凹槽对所述第一和第二间隔层进行横向刻蚀以基本去除所述第一和第二间隔层的至少位于所述图像传感器的像素区的部分；

采用原子层沉积处理，经由所述第一凹槽将电介质材料填充到去除所述第一和第二间隔层的至少部分所形成的空间中，从而将所述第一和第二间隔层分别替换为所述第一和第二电介质材料层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一凹槽在与所述图像传感器的主表面平行的平面图中形成位于图像传感器的各像素单元的周围，所述方法还包括：

在将所述第一和第二间隔层分别替换为所述第一和第二电介质材料层之后，利用所述第一凹槽形成位于图像传感器的各像素单元的周围的第一隔离部。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述第一凹槽形成所述第一隔离部包括：

在所述第一凹槽的至少侧表面上沉积电介质材料以形成至少覆盖所述侧表面的电隔离层；以及

在所述第一凹槽中填充光隔离材料以形成至少覆盖所述电隔离层的光隔离层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一间隔层由半导体材料形成，其中，在所述第一间隔层之下形成第二半导体材料层包括：通过外延生长处理在所述第一间隔层之下形成第二半导体材料层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二间隔层由半导体材料形成，其中，在所述第二间隔层之下形成第三半导体材料层包括：通过外延生长处理在所述第二间隔层之下形成第三半导体材料层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一至第三半导体材料层包括硅，所述第一和第二间隔层包括锗硅。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一间隔层替换为所述第一电介质材料层包括：

在所述第一半导体材料层的上表面进行操作，形成贯穿所述第一半导体材料层并且底部至少低于所述第一间隔层的上表面第二凹槽；

采用湿法刻蚀处理，使用对所述第一间隔层的材料的刻蚀速率高并且对所述第一和第二半导体材料层的材料的刻蚀速率低的刻蚀剂，经由所述第二凹槽对所述第一间隔层进行横向刻蚀以基本去除所述第一间隔层的至少位于所述图像传感器的像素区的部分；

采用原子层沉积处理，经由所述第二凹槽将电介质材料填充到去除所述第一间隔层的至少部分所形成的空间中，从而将所述第一间隔层替换为所述第一电介质材料层。