[发明专利]图像传感器及其深沟槽的制作方法

说明书

本发明提供一种图像传感器及其深沟槽的制作方法，包括在第一牺牲层表面沉积第二牺牲层；图形化所述第二牺牲层，形成贯穿所述第二牺牲层的第一开口；在所述第二牺牲层表面和所述第一开口的侧壁和底部沉积第三牺牲层；所述第三牺牲层的垂直部分在所述第一开口的侧壁形成侧壁保护墙；以所述第二牺牲层和所述侧壁保护墙为掩膜，刻蚀所述第一牺牲层，在所述第一开口底部形成贯穿所述第一牺牲层的第二开口；刻蚀去除所述第二牺牲层，并在所述第二开口底部的衬底内形成第三开口。本发明通过对多晶硅、硅衬底的一步刻蚀法形成了DTI结构，进一步缩小了DTI的尺寸，减少金属对入射光的反射，进而提高QE，提高了图像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其深沟槽的制作方法。

背景技术

图像传感器应用了衬底上的像素阵列结构(通常包括光电二极管和晶体管)来感知照射在衬底上的光信号，并将光信号转变为电信号。高分辨率的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器被广泛应用于消费电子领域中，如数码相机、手机摄像头等。

现有技术制作深槽隔离结构的工艺方法，包括以下步骤：首先投入硅衬底并完成正面工艺和背部减薄；其次沉积硬掩膜层；然后，深槽隔离(DTI)光刻和刻蚀形成网格状的深槽，在所述深槽内壁形成绝缘层、扩散阻挡层；在深槽中进行金属填充；最后，采用CMP技术进行表面平坦化处理，去除表面多余的金属以及扩散阻挡层、绝缘层材料，形成完整的深槽隔离结构。

与传统的正面入射式CMOS图像传感器相比，背照式CMOS图像传感器可从背后接收入射光，从而提高了器件的量子效率(QE)。为了提高图像质量，减小像素的尺寸，当前的CMOS背照式图像传感器通过DTI结构减少了光信号串扰，但是，通过在深槽中进行金属填充工艺，所填充的金属会引起一部分入射光的反射，导致QE降低，图像传感器性能减弱。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种图像传感器及其深沟槽的制作方法。

为实现上述目的，本发明提供一种图像传感器的深沟槽的制作方法，其特征在于，包括：

步骤S01，提供具有第一侧衬底，所述衬底的第二侧与所述衬底的第一侧相对；

步骤S02，对所述衬底的第一侧进行硅衬底减薄处理；

步骤S03，在所述衬底的第一侧表面沉积第一牺牲层；

步骤S04，在所述第一牺牲层表面沉积第二牺牲层；

步骤S05，图形化所述第二牺牲层，形成贯穿所述第二牺牲层的第一开口；

步骤S06，在所述第二牺牲层表面和所述第一开口的侧壁和底部沉积第三牺牲层；

步骤S07，去除所述第三牺牲层的水平部分，所述第三牺牲层的垂直部分在所述第一开口的侧壁形成侧壁保护墙；

步骤S08，以所述第二牺牲层和所述侧壁保护墙为掩膜，刻蚀所述第一牺牲层，在所述第一开口底部形成贯穿所述第一牺牲层的第二开口；

步骤S09，以所述侧壁保护墙为掩膜，刻蚀去除所述第二牺牲层，并在所述第二开口底部的衬底内形成第三开口；

步骤S10，去除所述侧壁保护墙和所述第一牺牲层；

步骤S11，在所述衬底表面及所述第三开口的侧壁和底部沉积介质层，在介质层上形成填充所述第三开口的填充层；

步骤S12，平坦处理所述衬底。

优选地，所述第一开口具有第一开口尺寸，所述第二开口具有第二开口尺寸，所述第一开口尺寸大于所述第二开口尺寸。

优选地，所述第三开口具有第三开口尺寸，所述第一开口尺寸大于所述第三开口尺寸。