一种图像传感器形成方法及图像传感器与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种图像传感器形成方法及图像传感器。

背景技术：

1、在一些图像传感器的形成工艺中，常通过侧边导电材料和介质层实现像素单元之间的隔离，同时，侧边的导电材料可以通过接入电位的方式增强钉扎效果，并降低噪声。

2、现有接入电位的工艺流程一般有两种：其一，通过正面的接入点结构直接接入到导电材料，但因为导电材料埋在衬底中，因此要求接入点结构深度增加、深宽比增大，会导致等离子体伤害，降低了与其他区域的接入点结构工艺的兼容性；其二，若采用背照式图像传感器工艺，可以通过背面金属接入像素单元之间隔离的导电材料，但是背面金属走线会使得其它器件的走线排布变得复杂，后续的彩色滤光膜工艺也容易产生涂布工艺不均匀的现象。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种图像传感器形成方法，包括：

2、在所述图像传感器的外围区域形成与像素区域完全电学隔离的电位接入区域，所述电位接入区域中包括具有导电材料层的隔离沟槽；

3、刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔，使所述隔离沟槽中的导电材料层暴露于所述硅通孔的侧壁，以于后续工艺中接入电位。

4、进一步地，所述在所述图像传感器的外围区域形成与像素区域完全电学隔离的电位接入区域包括：

5、在栅极形成之前，于所述外围区域形成所述具有导电材料层的隔离沟槽。

6、进一步地，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔之后，于所述硅通孔中沉积金属材料，以与所述导电材料层电性连接。

7、进一步地，形成所述电位接入区域之后，还包括：

8、于所述电位接入区域的第一表面形成接入点结构；

9、于所述电位接入区域的第一表面形成金属层，通过所述接入点结构与所述硅通孔中的金属材料电性连接。

10、进一步地，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔包括：

11、对所述电位接入区域第二表面进行减薄，暴露所述导电材料层，使所述电位接入区域的半导体衬底与其他部分完全隔离；

12、于所述第二表面形成第一介质层；

13、根据预设的光刻图形，于所述电位接入区域的第二表面刻蚀至所述接入点结构，形成所述硅通孔。

14、进一步地，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔时，于所述像素区域周围形成硅通孔阵列，并于所述硅通孔阵列中沉积金属材料，于所述像素区域的侧边形成金属遮罩。

15、进一步地，所述具有导电材料层的隔离沟槽的形成方法包括：

16、在栅极形成之前，按照预设的光刻图形，刻蚀所述电位接入区域的半导体衬底，形成所述隔离沟槽，所述电位接入区域的半导体衬底与其他部分仍连接；

17、通过外延工艺，于所述隔离沟槽表面形成第一外延层；

18、于所述第一外延层表面形成第二介质层；

19、于所述第二介质层表面填充导电材料，形成所述导电材料层；

20、刻蚀所述隔离沟槽顶部部分所述导电材料层和所述第二介质层，暴露所述半导体衬底。

21、通过外延工艺，于所述半导体衬底的第一表面形成第二外延层；

22、于所述第二外延层中的预定位置形成浅隔离结构，使所述电位接入区域第一表面的半导体衬底与其他部分完全隔离。

23、进一步地，所述于所述第二外延层中的预定位置形成浅隔离结构包括：

24、根据预设的光刻图形，刻蚀所述第二外延层，形成第一沟槽；

25、于所述第一沟槽填充介质，使所述电位接入区域第一表面的半导体衬底与其他部分完全隔离。

26、进一步地，所述于所述第二外延层中的预定位置形成浅隔离结构包括：

27、通过离子注入，于所述第二外延层中的预定位置形成所述浅隔离结构。

28、进一步地，所述导电材料层至少包括多晶半导体材料。

29、进一步地，所述电位接入区域用于形成分地隔离区域的衬底边界钉扎。

30、进一步地，所述第一介质层包括高介电常数层和/或抗反射涂层。

31、本发明还提供一种图像传感器，具体地，采用如前述的图像传感器形成方法形成。

32、本发明通过上述方案，提出了一种新的图像传感器形成方法。通过在接入区域中形成硅通孔的方式，使电位通过接入点结构或硅通孔的侧壁与导电材料形成电性连接，对衬底的侧边进行钉扎；可以不采用背面金属走线，采用自由度更高的正面金属工艺进行排线，并且能够兼容常规的接入点形成工艺流程，提高了图像传感器的性能。

技术特征：

1.一种图像传感器形成方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述在所述图像传感器的外围区域形成与像素区域完全电学隔离的电位接入区域包括：

3.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔之后，于所述硅通孔中沉积金属材料，以与所述导电材料层电性连接。

4.如权利要求3所述的图像传感器形成方法，其特征在于，形成所述电位接入区域之后，还包括：

5.如权利要求3所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔包括：

6.如权利要求3所述图像传感器形成方法，其特征在于，所述刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔时，于所述像素区域周围形成硅通孔阵列，并于所述硅通孔阵列中沉积金属材料，于所述像素区域的侧边形成金属遮罩。

7.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述具有导电材料层的隔离沟槽的形成方法包括：

8.如权利要求7所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述于所述第二外延层中的预定位置形成浅隔离结构包括：

9.如权利要求7所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述于所述第二外延层中的预定位置形成浅隔离结构包括：

10.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述导电材料层至少包括多晶半导体材料。

11.电位接入区域如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述电位接入区域用于形成分地隔离区域的衬底边界钉扎。

12.如权利要求5所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述第一介质层包括高介电常数层和/或抗反射涂层。

13.一种图像传感器，其特征在于，采用如权利要求1~12所述的图像传感器形成方法形成。

技术总结
本发明在一种图像传感器形成方法，包括：所述图像传感器的外围区域形成与像素区域完全电学隔离的电位接入区域，所述电位接入区域中包括具有导电材料层的隔离沟槽；刻蚀所述电位接入区域形成硅通孔，使所述隔离沟槽中的导电材料层暴露于所述硅通孔的侧壁，以于后续工艺中接入电位。本发明还提供一种图像传感器。通过以上方案，可以使电位通过接入点结构或硅通孔的侧壁与导电材料形成电性连接，对衬底的侧边进行钉扎；可以不采用背面金属走线，采用自由度更高的正面金属工艺进行排线，并且能够兼容常规的接入点形成工艺流程，提高了图像传感器的性能。

技术研发人员：杨瑞坤
受保护的技术使用者：格科微电子（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22