BSI图像传感器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种BSI图像传感器及其制作方法，所述BSI图像传感器的制作方法用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，首先利用湿法蚀刻去除隔离阱内的自然氧化层，再利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层并在所述基底氧化层上形成金属氧化层以填充所述隔离阱。由于利用低温等离子体氧化工艺形成的基底氧化层相较于自然氧化层更为致密，有助于后续金属氧化层的沉积，从而可以起到较佳的隔离效果，提高BSI图像传感器的光学性能。本发明专利技术提供的BSI图像传感器包括在像素之间的隔离阱中形成的复合隔离层，复合隔离层中的基底氧化层采用低温等离子体氧化形成，结构更为致密，使得隔离效果更佳。

BSI image sensor and its fabrication method

【技术实现步骤摘要】
BSI图像传感器及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种BSI图像传感器及其制作方法。
技术介绍
背照式(BackSideIllumination，BSI)图像传感器的光学电性参数如白色像素点计数(WhitePixelCount，WPC)是评估BSI产品质量的重要项目，通常，在BSI产品的后段工艺中，需要在像素之间形成隔离阱，并在隔离阱中生长绝缘体进行隔离。由于硅衬底上自然生成的氧化层结构疏松，且厚度薄，不利于绝缘体的沉积，因此，在隔离阱中生长绝缘体时，需要先将自然氧化层去除，并重新生长高质量的氧化层。并且，由于经过BSI产品的前段工艺，在衬底上形成有铝金属(作为互连金属)，故后段工艺应避免采用高温。但是，采用目前的低温工艺生成的隔离结构，其隔离效果并不能满足BSI图像传感器的光学性能要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种BSI图像传感器的制作方法，用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，不需要高温工艺，并且所述复合隔离层的质量较高，有助于隔离不同颜色的光谱，进而提高BSI图像传感器的性能。另外，本专利技术还提供一种BSI图像传感器。根据本专利技术的一方面，提供一种BSI图像传感器的制作方法，用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，所述制作方法包括：利用湿法蚀刻去除所述隔离阱内的自然氧化层；利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层，所述基底氧化层覆盖在所述隔离阱内表面；以及在所述基底氧化层上形成金属氧化层，以填充所述隔离阱。可选的，在所述低温等离子体氧化工艺中，工艺气体包括氧气和辅助气体，所述辅助气体的分子直径较氧气分子的直径小。可选的，所述辅助气体为氦气或氩气。可选的，所述低温等离子体氧化工艺的反应温度为30℃～50℃。可选的，所述基底氧化层的厚度为可选的，所述金属氧化层包括依次形成在所述基底氧化层上的第一金属氧化层和第二金属氧化层，所述第一金属氧化层的材料包括氧化铝，所述第二金属氧化层的材料包括氧化钽。可选的，所述第一金属氧化层的厚度为所述第二金属氧化层的厚度为可选的，所述BSI图像传感器的制作方法还包括：在所述金属氧化层上形成顶氧化层，所述复合隔离层包括所述基底氧化层、所述金属氧化层以及所述顶氧化层。可选的，所述顶氧化层和所述基底氧化层的材料均为氧化硅。根据本专利技术的另一方面，提供一种BSI图像传感器，所述BSI图像传感器包括在像素之间的隔离阱中形成的复合隔离层，所述复合隔离层包括基底氧化层和金属氧化层，所述基底氧化层利用低温等离子体氧化工艺形成且覆盖在所述隔离阱内表面，所述金属氧化层覆盖所述基底氧化层且填充所述隔离阱。本专利技术提供的BSI图像传感器的制作方法，用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，其中，在利用湿法蚀刻去除所述隔离阱内的自然氧化层后，利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层，所述基底氧化层相较于自然氧化层更为致密，有助于后续金属氧化层的沉积，从而在形成金属氧化层后得到的复合隔离层的质量更好，可以起到较佳的隔离效果，提高BSI图像传感器的光学性能。进一步的，在利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层时，优选在工艺气体氧气中添加分子直径较氧气分子的直径小的辅助气体，利用直径小的气体分子平均自由程比氧气分子大的特点，辅助气体的加入可以促进氧气解离成为氧等离子体，提高基底氧化层的生长速度和致密性，从而提高复合隔离层的沉积效率和质量，可以得到更佳的隔离效果。本专利技术提供的BSI图像传感器，包括在像素之间的隔离阱中形成的复合隔离层，所述复合隔离层包括基底氧化层和金属氧化层，所述基底氧化层利用低温等离子体氧化工艺形成且较为致密，有助于后续金属氧化层的沉积，从而在形成金属氧化层后得到的复合隔离层的质量更好，可以起到较佳的隔离效果，有助于提高BSI图像传感器的光学性能。附图说明图1为本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法的流程示意图。图2为本专利技术一实施例中基底表面存在自然氧化层时的示意图。图3为本专利技术一实施例中基底表面自然氧化层被去除后的示意图。图4为利用本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法形成基底氧化层后的示意图。图5为本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法采用的DPO机台的工作示意图。图6为利用本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法形成基底氧化层的原理示意图。图7为利用本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法形成第一金属氧化层后的示意图。图8为利用本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法形成第二金属氧化层后的示意图。图9为利用本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法形成顶氧化层后的示意图。附图标记说明：110-基底；120-自然氧化层；130-基底氧化层；140-第一金属氧化层；150-第二金属氧化层；160-顶氧化层；170-线圈；180-交变电磁场；190-氧气分子；191-氧等离子体；200-氦分子。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的BSI图像传感器及其制作方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术实施例中涉及到一种BSI图像传感器的制作方法和一种BSI图像传感器。所述BSI图像传感器的制作方法用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，其中，在利用湿法蚀刻去除所述隔离阱内的自然氧化层后，利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层，所述基底氧化层覆盖在所述隔离阱内表面，然后在所述基底氧化层上形成金属氧化层，以填充所述隔离阱。由于自然氧化层的结构疏松，而去除自然氧化层，再利用低温等离子体氧化工艺得到的基底氧化层结构更致密，有助于后续金属氧化层的沉积，从而在形成金属氧化层后得到的复合隔离层的质量更好，可以起到较佳的隔离效果，提高BSI图像传感器的光学性能。以下结合附图首先对本专利技术实施例的BSI图像传感器的制作方法作进一步说明。图1是本专利技术一实施例的BSI图像传感器的制作方法的流程示意图。图2为本专利技术一实施例中基底表面存在自然氧化层时的示意图。图3为本专利技术一实施例中基底表面自然氧化层被去除后的示意图。如图1、图2和图3所示，本实施例的BSI图像传感器的制作方法包括步骤S1：利用湿法蚀刻去除像素之间的隔离阱内的自然氧化层。本实施例中，BSI图像传感器在一半导体基底上形成，并且已经完成了前段工艺，在所述前段工艺中，可以认为在所述半导体衬底上已经完成了BSI图像传感器的像素阵列的制作、像素衬底与承载衬底的键合、减薄像素衬底等工序。本实施例中，像素之间的隔离阱在一基底上形成，所述基底例如为硅基底。然而，在其它实施例中，基底也可以为锗基底、硅锗基底、SOI(绝缘体上硅，SiliconOnInsulator)或GOI(绝缘体上锗，GermaniumOnInsulator)等。由于基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种BSI图像传感器的制作方法，用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，其特征在于，所述制作方法包括：/n利用湿法蚀刻去除所述隔离阱内的自然氧化层；/n利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层，所述基底氧化层覆盖在所述隔离阱内表面；以及/n在所述基底氧化层上形成金属氧化层，以填充所述隔离阱。/n

【技术特征摘要】
1.一种BSI图像传感器的制作方法，用于在像素之间的隔离阱中形成复合隔离层，其特征在于，所述制作方法包括：
利用湿法蚀刻去除所述隔离阱内的自然氧化层；
利用低温等离子体氧化工艺形成基底氧化层，所述基底氧化层覆盖在所述隔离阱内表面；以及
在所述基底氧化层上形成金属氧化层，以填充所述隔离阱。


2.如权利要求1所述的BSI图像传感器的制作方法，其特征在于，在所述低温等离子体氧化工艺中，工艺气体包括氧气和辅助气体，所述辅助气体的分子直径较氧气分子的直径小。


3.如权利要求2所述的BSI图像传感器的制作方法，其特征在于，所述辅助气体为氦气或氩气。


4.如权利要求1所述的BSI图像传感器的制作方法，其特征在于，所述低温等离子体氧化工艺的反应温度为30℃～50℃。


5.如权利要求1所述的BSI图像传感器的制作方法，其特征在于，所述基底氧化层的厚度为


6.如权利要求1所述的BSI图像传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杏，董雅娟，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31