[发明专利]一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离及其制备方法

说明书

本发明公开的一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离，包括衬底和位于衬底中的深沟槽，其中，所述深沟槽位于所述衬底背面，所述深沟槽中依次形成有填充层Ⅰ和填充层Ⅱ，且所述填充层Ⅰ的消光系数大于填充层Ⅱ；所述衬底中的信号通过所述深沟槽周围的掺杂衬底进行引出。本发明提供的一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离及其制备方法，在深沟槽中依次沉积消光系数较大的填充层Ⅰ，和消光系数较小的填充层Ⅱ，在激光退火过程中，既能避免深沟槽隔离下面的器件或金属受到激光光强的影响，又能避免由于吸光造成的在深沟槽隔离两侧的N型掺杂和P型掺杂衬底中激光光强分布不均匀问题。

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离及其制备方法。

背景技术

传统的FSI(Frontside illumination)正照式结构中，光子想要到达光电二极管需要穿过绝缘层及金属层，在此期间，部分光子会被绝缘层及金属层反射弹回空气中，导致图像传感器灵敏度的降低。背照式图像传感器最大的优化之处在于将元件内部的结构改变了，背照式图像传感器将感光层的元件调转方向，让光能从背面直射进去，避免了传统图像传感器结构中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的电路和晶体管的影响，从而显著提高光的效能，大大改善低光照条件下的感光效果，可见，背照式图像传感器比传统图像传感器在灵敏度会上有质的飞跃。

现有的大部分背照式图像传感器主要通过硅片背面将金属引出。首先通过离子注入工艺形成N型和P型掺杂，然后将这些掺杂的离子激活，最后通过金属互连实现背面引出。

但是，背面引出关键的一个工艺是背面激光退火，同时对激光退火的要求也较高。比如：激活率满足导通要求的同时要求退火结深0.2um；不能影响器件层以及下面金属层，退火的温度不能太高等。由于目前激光的光斑都是几十微米以上，为了避免衬底中N型掺杂和P型掺杂的相互扩散，在N型掺杂和P型掺杂之间必须加一个深沟槽隔离。目前常用作隔离的介质材料是SiO₂，但SiO₂是透明介质，不能阻挡光，这就导致激光直接通过深沟槽隔离，从而影响到深沟槽下面的器件层或者金属。所以急需找到一种新的深沟槽隔离结构及形成方法，以消除现有技术存在的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离及其制备方法，在深沟槽中依次沉积消光系数较大的填充层Ⅰ，和消光系数较小的填充层Ⅱ，在激光退火过程中，既能避免深沟槽下面的器件或金属受到激光光强的影响，又能避免由于吸光造成的在深沟槽两侧的N型掺杂和P型掺杂衬底中激光光强分布不均匀问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离，包括衬底和位于衬底中的深沟槽，其中，所述深沟槽位于所述衬底背面；所述深沟槽中依次形成有填充层Ⅰ和填充层Ⅱ，且所述填充层Ⅰ的消光系数大于填充层Ⅱ；所述衬底中的信号通过所述深沟槽周围的掺杂衬底进行引出。

进一步地，所述填充层Ⅰ的消光系数大于1，所述填充层Ⅱ的消光系数小于0.5。

进一步地，所述填充层Ⅰ包括三聚氰酸三烯丙酯。

进一步地，所述填充层Ⅱ包括SiON。

一种用于衬底背面引出的深沟槽隔离的制备方法，包括如下步骤：

S01：将衬底固定在载片上，且所述衬底的背面朝上，并将所述衬底背面减薄；

S02：在所述衬底背面形成深沟槽；

S03：在所述深沟槽中依次形成填充层Ⅰ和填充层Ⅱ，且所述填充层Ⅰ的消光系数大于填充层Ⅱ；

S04：对所述衬底进行离子掺杂；

S05：对所述衬底进行激光退火。

进一步地，所述填充层Ⅰ的消光系数大于1，所述填充层Ⅱ的消光系数小于0.5。