一种图像传感器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及其制造方法，所述图像传感器包括衬底；光电二极管，设置在所述衬底中；层间介质层，设置在所述衬底上；光导延申间隙层，设置在所述层间介质层中，所述光导延申间隙层环绕所述光电二极管设置，所述光导延申间隙层的一侧与所述衬底接触；光导，设置在所述层间介质层中，所述光导与所述光导延申间隙层的另一侧连接，且所述光导在所述衬底上的正投影覆盖所述光电二极管；以及挡光间隙，设置在光导延申间隙层中，由所述光导延申间隙层靠近所述衬底的一侧延伸至靠近所述光导的一侧。通过本发明专利技术提供的一种图像传感器，可改善全局曝光模式下图像传感器的寄生光响应。应。应。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其制造方法


[0001]本专利技术属于半导体器件
，特别涉及一种图像传感器及其制造方法。

技术介绍

[0002]互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器的曝光模式包括卷帘曝光模式和全局曝光模式，全局像素结构包括电荷域和电压域两种。电荷域全局像素结构是将电荷信号存储在相邻的电荷域电容中，电压域全局像素结构是将转变成的电压信号存储在物理位置较远的电压域电容中。
[0003]在电荷域全局像素结构中，由于光电二极管与电荷存储节点的物理位置距离较近。故电荷存储节点易受入射光的影响，造成寄生光响应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器及其制造方法，可改善全局曝光模式下图像传感器的寄生光响应。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种图像传感器，至少包括：
[0006]衬底；
[0007]光电二极管，设置在所述衬底中；
[0008]层间介质层，设置在所述衬底上；
[0009]光导延申间隙层，设置在所述层间介质层中，所述光导延申间隙层环绕所述光电二极管设置，所述光导延申间隙层的一侧与所述衬底接触；
[0010]光导，设置在所述层间介质层中，所述光导与所述光导延申间隙层的另一侧连接，且所述光导在所述衬底上的正投影覆盖所述光电二极管；以及
[0011]挡光间隙，设置在光导延申间隙层中，由所述光导延申间隙层靠近所述衬底的一侧延伸至靠近所述光导的一侧。
[0012]在本专利技术一实施例中，所述光导延申间隙层的介质材料与所述光导的介质材料相同。
[0013]在本专利技术一实施例中，所述光导延申间隙层介质材料的折射率小于与所述光导介质材料的折射率。
[0014]在本专利技术一实施例中，所述光导延申间隙层介质材料为金属，所述光导的介质材料为氮化硅。
[0015]在本专利技术一实施例中，随着所述光导厚度的增加，所述光导的径向尺寸保持不变。
[0016]在本专利技术一实施例中，随着所述光导厚度的增加，所述光导的径向尺寸逐渐增大。
[0017]在本专利技术一实施例中，所述图像传感器还包括：
[0018]存储节点，所述存储节点设置在所述衬底中；
[0019]挡光层，所述挡光层设置在所述衬底上，且所述挡光层在衬底上的正投影覆盖所述存储节点。
[0020]在本专利技术一实施例中，所述光导延申间隙层的另一侧与所述挡光层齐平。
[0021]在本专利技术一实施例中，所述光导延申间隙层的另一侧超过所述挡光层。
[0022]在本专利技术一实施例中，所述层间介质层包括第一介质层和第二介质层，所述第一介质层设置在所述衬底上，所述挡光层设置在所述第一介质层上，所述第二介质层设置在所述挡光层和所述第一介质层上。
[0023]本专利技术还提供一种图像传感器的制造方法，至少包括以下步骤：
[0024]提供一衬底；
[0025]在所述衬底中形成光电二极管；
[0026]在所述衬底上形成层间介质层；
[0027]蚀刻所述层间介质层，形成第一沟槽，并蚀刻所述第一沟槽底部靠近侧壁的所述层间介质层，形成第二沟槽；
[0028]在所述第二沟槽中沉积介质材料，形成光导延申间隙层，所述第二沟槽中未被所述介质材料填充的部分形成挡光间隙，在所述第一沟槽中沉积介质材料，形成光导；
[0029]其中，所述光导延申间隙层环绕所述光电二极管设置，所述光导延申间隙层的一侧与所述衬底接触，所述挡光间隙由所述光导延申间隙层靠近所述衬底的一侧延伸至靠近所述光导的一侧；所述光导与所述光导延申间隙层的另一侧连接，且所述光导在所述衬底上的正投影覆盖所述光电二极管。
[0030]在本专利技术一实施例中，所述第二沟槽的深宽比大于10：1。
[0031]综上所述，本专利技术提供的一种图像传感器及其制造方法，在光电二极管上设置光导，在光导和光电二极管之间设置光导延申间隙层和挡光间隙，在不影响入射光通量的基础上，形成的挡光间隙阻挡存储节点侧边的入射光，减少存储节点侧面漏光，进而消除存储节点的寄生光响应。通过调整挡光间隙的高度和挡光间隙的材料，对存储节点的保护更加全面，并更加有效减少存储节点侧面漏光。还可以通过调整光导的结构，增加光电二极管的光通量。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术中一种在衬底中形成光电二极管、存储节点及阱区的结构示意图。
[0034]图2是本专利技术中形成控制栅极的结构示意图。
[0035]图3是本专利技术中形成第一层间介质层的结构示意图。
[0036]图4是本专利技术中形成挡光层的结构示意图。
[0037]图5是本专利技术中形成第二层间介质层的结构示意图。
[0038]图6是本专利技术一实施例中形成第一沟槽的结构示意图。
[0039]图7是本专利技术一实施例中形成第二沟槽的结构示意图。
[0040]图8是本专利技术一实施例中形成光导延申间隙层和光导的结构示意图。
[0041]图9是本专利技术另一实施例中形成光导延申间隙层和光导的结构示意图。
[0042]图10是本专利技术又一实施例中形成第一沟槽的结构示意图。
[0043]图11是本专利技术又一实施例中形成第二沟槽的结构示意图。
[0044]图12是本专利技术又一实施例中形成光导延申间隙层和光导的结构示意图。
[0045]图13是本专利技术再一实施例中形成第一沟槽的结构示意图。
[0046]图14是本专利技术再一实施例中形成第二沟槽的结构示意图。
[0047]图15是本专利技术再一实施例中形成光导延申间隙层和光导的结构示意图。
具体实施方式
[0048]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
[0049]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
[0050]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，至少包括：衬底；光电二极管，设置在所述衬底中；层间介质层，设置在所述衬底上；光导延申间隙层，设置在所述层间介质层中，所述光导延申间隙层环绕所述光电二极管设置，所述光导延申间隙层的一侧与所述衬底接触；光导，设置在所述层间介质层中，所述光导与所述光导延申间隙层的另一侧连接，且所述光导在所述衬底上的正投影覆盖所述光电二极管；以及挡光间隙，设置在光导延申间隙层中，由所述光导延申间隙层靠近所述衬底的一侧延伸至靠近所述光导的一侧。2.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述光导延申间隙层的介质材料与所述光导的介质材料相同。3.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述光导延申间隙层介质材料的折射率小于与所述光导介质材料的折射率。4.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述光导延申间隙层介质材料为金属，所述光导的介质材料为氮化硅。5.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，随着所述光导厚度的增加，所述光导的径向尺寸保持不变。6.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，随着所述光导厚度的增加，所述光导的径向尺寸逐渐增大。7.根据权利要求1所述的一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：存储节点，所述存储节点设置在所述衬底中；挡光层，所述挡光层设置在所述衬底上，且所述挡光层在衬底上的正投...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆贺，范春晖，李岩，夏小峰，
申请(专利权)人：合肥海图微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：