【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像传感器，特别涉及一种具有红外增强功能的图像传感器及其形成方法。
技术介绍
1、对于硅基的半导体器件(例如光电器件)而言，硅的表面反射率很高，如果对硅表面不进行任何处理，那么它对可见光的反射率可达40％以上，且对近红外光的反射率高达60％以上。硅对光如此高的反射率，以至于采用硅制备的相关光电器件的量子效率(qequantum efficiency)不够理想，最终严重制约光电器件的应用领域和使用性能。
2、光电器件的工作原理基于材料对光的吸收：材料吸收光之后，将光子转换为电子，电子的电荷量与光强成正比；基于电子生成模拟量的图像信号，将该模拟量的图像信号转换为对应的数字量信号，最终获得对应的数字图像。然而材料对光的吸收是有条件的。只有光波具有的能量大于禁带宽度，材料才能吸收光。从可见光到近红外光(nir)，硅对光子的吸收效率逐渐下降，随着光波从可见光到近红外，硅对光子的吸收问题变得越来越突出，引起工程技术人员的关注和重视。
3、通过增加硅的厚度可以提高材料对光子的吸收效率，但是硅厚度的增加将给半导体工艺带来非常巨大的挑战，其性价比不高。通过在硅表面制备各种“绒面”结构，如金字塔阵列，可增加光在硅表面的反射次数(降低硅的反射系数)，从而来增强硅表面对入射光能的俘获能力，即减少光能反射损失,提高器件对光的吸收和转化效率。这样制备出来的硅表面一般为黑色，通常称之为“黑硅”。
4、目前制备黑硅的方法，存在着较难进一步缩小关键尺寸(cd)，以及量子效率还有待提高等一些问题。
【技术保护点】
1.一种具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，从所述第二表面至衬底内部，所述浅沟槽截面的宽度逐渐减小。
3.如权利要求2所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽截面的宽度不变；所述浅沟槽截面的最小宽度等于所述深沟槽截面的宽度。
4.如权利要求2所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽隔离结构具有第一深度，所述浅沟槽隔离结构具有第二深度；所述第一深度与所述第二深度之和等于所述第一表面与第二表面之间的厚度。
5.如权利要求4所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述第一深度为所述第二深度的2倍至6倍。
6.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中设有至少一个负角度沟槽；在垂直于所述衬底的截面上，从所述第一表面到衬底内部，所述负角度沟槽的截面宽度先增后减。
7.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述负角度沟槽的最大截面宽度处与所述第一表
8.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，各负角度沟槽具有相应的开口面积；所述负角度沟槽的深度随其开口面积的增加而增加。
9.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中的所述负角度沟槽为多个；多个所述负角度沟槽关于所述像素单元的中心轴呈对称分布。
10.如权利要求9所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，沿着远离所述像素单元的中心轴的方向，多个所述负角度沟槽的深度逐渐增加或者逐渐减小。
11.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述负角度沟槽的深度为所述第一表面与所述第二表面之间的厚度的30％～70％。
12.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述边界深沟槽隔离结构、负角度沟槽中填充有电介质材料。
13.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，还包括：逻辑电路层，其设置在所述第一表面或第二表面。
14.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中还设有光电元件，所述光电元件接近所述第二表面。
15.一种具有红外增强功能的图像传感器的形成方法，其特征在于，包括步骤：提供衬底，所述衬底包括相对的第一表面和第二表面；
16.如权利要求15所述的具有红外增强功能的图像传感器的形成方法，其特征在于，在经过所述像素单元的中心轴的截面上，所述浅沟槽隔离结构具有多个间隔排布的浅沟槽截面；所述第二刻蚀工艺中，通过侧向刻蚀实现所述浅沟槽截面的宽度自所述第二表面向衬底内部逐渐减小。
17.如权利要求15所述的具有红外增强功能的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述深沟槽隔离结构与所述浅沟槽隔离结构的深度之和等于所述第一表面与所述第二表面之间的厚度。
18.如权利要求15所述的具有红外增强功能的图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：在所述像素单元内形成至少一个负角度沟槽。
...【技术特征摘要】
1.一种具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，包含：
2.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，从所述第二表面至衬底内部，所述浅沟槽截面的宽度逐渐减小。
3.如权利要求2所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽截面的宽度不变；所述浅沟槽截面的最小宽度等于所述深沟槽截面的宽度。
4.如权利要求2所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述深沟槽隔离结构具有第一深度，所述浅沟槽隔离结构具有第二深度；所述第一深度与所述第二深度之和等于所述第一表面与第二表面之间的厚度。
5.如权利要求4所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述第一深度为所述第二深度的2倍至6倍。
6.如权利要求1所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中设有至少一个负角度沟槽；在垂直于所述衬底的截面上，从所述第一表面到衬底内部，所述负角度沟槽的截面宽度先增后减。
7.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述负角度沟槽的最大截面宽度处与所述第一表面之间具有第一纵向间距；所述第一纵向间距为所述负角度沟槽的深度的50％～80％。
8.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，各负角度沟槽具有相应的开口面积；所述负角度沟槽的深度随其开口面积的增加而增加。
9.如权利要求6所述的具有红外增强功能的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中的所述负角度沟槽为多个；多个所述负角度沟槽关于所述像素单元的中心轴呈对称分布。
10.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：冒伟伟，郑展，付文，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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