图像传感器及其制造方法与流程

本发明涉及图像传感器，特别涉及一种图像传感器及其制造方法。

背景技术：

1、cmos图像传感器随着像素尺寸的缩小，传感器分辨率的提高，极大地提高了图像质量，但像素间的串扰也随之增强，为了保持像素的近红外灵敏度，fab(集成电路制造工厂)量产中提高像素qe(overall quantum efficiency,总量子效率，指入射光子转成像素电荷的效率)性能的方法如图1所示，基于硅物质的物理特性，较长的波长能够穿透光敏转换地带，所以会使用厚硅工艺来增加nir(near infrared，近红外光)波长范围的qe性能。

2、但厚硅工艺需要使用高能离子注入机台，提高芯片生产成本，不利于实现大规模量产；进一步的，如图2所示，在pixel(像素)区域使用cdti(cell deep trench isolation短深沟槽隔离)工艺刻蚀，使得pd表面具有规则的不平整形貌，增大光接受面积，以提高光电转换效率和传感器灵敏度，但其增大光接受面积有限，提高qe性能和nir灵敏度的程度有限。

3、需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种图像传感器及其制造方法，以解决cdti工艺对光电二极管的qe性能和nir灵敏度改善程度有限的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种图像传感器，包括：

3、衬底；

4、多个光电二极管区域，被布置在所述衬底上，且所述光电二极管区域的表面形成有短深沟槽隔离结构；以及

5、多个倒金字塔结构，位于所述光电二极管区域中，所述倒金字塔结构包括倒金字塔状凹槽和填充在所述倒金字塔状凹槽中的硅氧化物，以增大所述光电二极管区域的光接受面积。

6、优选地，所述倒金字塔状凹槽的顶部还连通一矩形凹槽，以使所述倒金字塔状凹槽的底面露出，所述矩形凹槽中同样填充有硅氧化物。

7、优选地，多个所述倒金字塔结构阵列排布在所述光电二极管区域的表面。

8、优选地，所述倒金字塔结构的深度为0-240nm。

9、优选地，所述倒金字塔结构的长度为0-300nm。

10、本公开还提供一种图像传感器的制造方法，包括以下步骤：

11、提供衬底，所述衬底上具有若干光电二极管区域；

12、在所述衬底的表面形成具有所需图形的光刻胶层，对所述衬底进行刻蚀，以在所述光电二极管区域中形成短深沟槽以及多个倒金字塔状凹槽；

13、在所述短深沟槽及倒金字塔状凹槽中填充硅氧化物，用于形成短深沟槽隔离结构和倒金字塔结构，以增大所述光电二极管区域的光接受面积。

14、优选地，对所述衬底进行刻蚀，在所述光电二极管区域中形成短深沟槽以及倒金字塔状凹槽的步骤包括：

15、刻蚀所述光刻胶层暴露出的区域，在所述衬底上形成短深沟槽以及多个矩形凹槽；

16、使用各向异性刻蚀剂刻蚀所述矩形凹槽，在所述矩形凹槽的底部形成所述倒金字塔状凹槽。

17、优选地，采用含有koh的溶液作为所述各向异性刻蚀剂刻蚀所述矩形凹槽。

18、优选地，多个所述倒金字塔结构阵列排布在所述光电二极管区域的表面。

19、优选地，所述倒金字塔结构的深度为0-240nm，所述倒金字塔结构的长度为0-300nm。

20、在本发明提供的图像传感器，通过在衬底上形成倒金字塔结构，增大光电二极管区域的光接受面积，预计面积较传统的平面结构增大1.5-2倍。并且能够在形成短深沟槽隔离结构的同时制作倒金字塔结构，简单易行，采用现有设备即可完成，优化了现有工艺，此外，倒金字塔结构能够明显改善近红外(nir)的qe性能，进一步提高了像素隔离，减少侧向光电子的干扰。

21、本发明提供的图像传感器的制造方法与本发明提供的图像传感器属于同一发明构思，因此，本发明提供的图像传感器的制造方法至少具有本发明提供的图像传感器的所有优点，在此不再赘述。保留cdti短深沟槽隔离结构同时增加倒金字塔结构，改善nir qe性能，降低像素间信号干扰，提升像素性能。

技术特征：

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述倒金字塔状凹槽的顶部还连通一矩形凹槽，以使所述倒金字塔状凹槽的底面露出，所述矩形凹槽中同样填充有硅氧化物。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，多个所述倒金字塔结构阵列排布在所述光电二极管区域的表面。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述倒金字塔结构的深度为0-240nm。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述倒金字塔结构的长度为0-300nm。

6.一种图像传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，对所述衬底进行刻蚀，在所述光电二极管区域中形成短深沟槽以及倒金字塔状凹槽的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，采用含有koh的溶液作为所述各向异性刻蚀剂刻蚀所述矩形凹槽。

9.根据权利要求6所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，多个所述倒金字塔结构阵列排布在所述光电二极管区域的表面。

10.根据权利要求6所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，所述倒金字塔结构的深度为0-240nm，所述倒金字塔结构的长度为0-300nm。

技术总结本发明公开了一种图像传感器及其制造方法，属于图像传感器技术领域，该图像传感器，包括衬底；多个光电二极管区域，被布置在所述衬底上，且所述光电二极管区域的表面形成有短深沟槽隔离结构；以及多个倒金字塔结构，位于所述光电二极管区域中，所述倒金字塔结构包括倒金字塔状凹槽和填充在所述倒金字塔状凹槽中的硅氧化物，以增大所述光电二极管区域的光接受面积。通过在衬底上形成倒金字塔结构，增大光电二极管区域的光接受面积，改善近红外NIR的QE性能，进一步提高了像素隔离，减少侧向光电子的干扰。技术研发人员：郑乾坤,秋沉沉,钱俊,孙昌受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25