【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种光电传感器结构及其形成方法。
技术介绍
1、在直接成像测距传感器的芯片制造中,通常采取背照式传感器(backsideillumination，简称bsi)工艺结构来提升综合光学性能，通过将硅片减薄后，将逻辑晶圆(logic wafer)与像素晶圆(pixel wafer)键合在一起，光线由背面射入，以增大光电元件的感光面积。为了防止相邻像素之间的光电串扰，通常会选择深槽隔离(deep trenchisolation，简称dti)结构对相邻像素进行完全隔离。
2、现有dti阵列形状为正方形，相邻dti之间的交叉处为十字交叉，在刻蚀dti时需对四个方向进行完全刻蚀，对刻蚀工艺要求高，且在dti的十字交叉处底部容易出现无法完全刻蚀的情况，导致漏电以及光学串扰。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种光电传感器结构及其形成方法，以提升光电传感器的光子探测效率以及降低工艺难度。
2、为解决上述技术问题，本专利技术技术方案提供一种光电传感器结构，包括：第一衬底，所述第一衬底包括若干相邻感光区、以及环绕各感光区的隔离区，所述若干感光区投影于第一衬底表面的图形相同，各所述感光区与至少两个感光区相邻，且各感光区包括至少两条与相邻感光区轮廓平行的轮廓线，且两条所述轮廓线相交，且所述相交的两条轮廓线的夹角为钝角；位于所述感光区内的感光掺杂区；位于所述隔离区内的隔离结构。
3、可选的，所述轮廓线为直线以及曲线。p>
4、可选的，所述轮廓线为曲线时，所述夹角为所述两条轮廓线在相交点处的切线夹角。
5、可选的，所述感光区的形状包括轴对称图形。
6、可选的，所述感光区的形状包括四边形和六边形。
7、可选的，所述曲线为“s”形。
8、可选的，所述光电传感器结构还包括：位于第一衬底内的第二沟槽或第四沟槽；位于所述第二沟槽内或第四沟槽内的电荷收集结构，且所述电荷收集结构与所述若干感光区相邻。
9、可选的，所述电荷收集结构包括：位于所述第二沟槽内和第四沟槽内的第一屏蔽层。
10、可选的，所述第一屏蔽层的材料包括铝和钨；所述电荷收集结构的厚度范围为0μm至4μm。
11、可选的，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第一沟槽；位于第一沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
12、可选的，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第三沟槽；位于第三沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
13、可选的，所述第二屏蔽层的材料包括铝和钨；所述绝缘层的材料包括氧化硅；所述介质层的材料包括高k介质；所述隔离结构的厚度范围为2μm至10μm。
14、可选的，所述光电传感器结构还包括：与所述第一衬底相键合的第二衬底，所述第二衬底内具有逻辑电路；所述第一衬底包括相对的第一面和第二面，所述第一面为朝向第二衬底键合的面。
15、可选的，所述光电传感器结构还包括：位于第一面表面的器件层，所述器件层包括：第一电互连结构，所述第一电互连结构与所述感光掺杂区、隔离结构、电荷收集结构和逻辑电路中的一者或多者电连接。
16、可选的，所述器件层还包括：位于第一面表面的层间介质层，所述层间介质层包围所述第一电互连结构。
17、相应的，本专利技术技术方案还提供一种光电传感器结构的形成方法，包括：提供第一衬底，所述第一衬底包括若干相邻感光区、以及环绕各感光区的隔离区，所述若干感光区投影于第一衬底表面的图形相同，各所述感光区与至少两个感光区相邻，且各感光区包括至少两条与相邻感光区轮廓平行的轮廓线，且两条所述轮廓线相交，且所述相交的两条轮廓线的夹角为钝角；在所述感光区内形成感光掺杂区；在所述隔离区内形成隔离结构。
18、可选的，所述光电传感器结构的形成方法还包括：在第一衬底内形成电荷收集结构，且所述电荷收集结构与所述若干感光区相邻。
19、可选的，所述电荷收集结构和所述隔离结构相互贯通，形成所述电荷收集结构和所述隔离结构的方法包括：在第二面表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜暴露出第二面的部分表面；以第一掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第一沟槽；在第一沟槽内形成隔离结构；在第二面表面形成第二掩膜层，所述第二掩膜暴露出第二面的部分表面；以第二掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第二沟槽；在第二沟槽内形成电荷收集结构；所述电荷收集结构包括：位于所述第二沟槽内壁表面的第一屏蔽层；所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第一沟槽；位于第一沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
20、可选的，所述电荷收集结构和所述隔离结构在不同沟槽内形成，形成所述隔离结构和所述电荷收集结构的方法包括：在第二面表面形成第三掩膜层，所述第三掩膜暴露出第二面的部分表面；以第三掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第三沟槽；在第三沟槽内形成隔离结构；在第二面表面形成第四掩膜层，所述第四掩膜暴露出第二面的部分表面；以第四掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第四沟槽；在第四沟槽内形成电荷收集结构；所述电荷收集结构包括：位于第四沟槽内壁表面的第一屏蔽层；所述隔离结构包括：位于第三沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
21、可选的，所述光电传感器结构的形成方法还包括：在形成所述隔离结构以及电荷收集结构之前，在第一面表面键合形成第二衬底，所述第二衬底内包括逻辑电路，所述第一面为朝向第二衬底键合的面，所述第一衬底包括相对的第一面和第二面。
22、可选的，所述光电传感器结构的形成方法还包括：在键合第二衬底之前，在第一面表面形成器件层，所述器件层内包括第一电互连结构、以及位于第一面表面的层间介质层，所述层间介质层包围所述第一电互连结构。
23、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
24、本专利技术技术方案中提供的光电传感器结构中，各感光区投影于第一衬底表面的图形相同，且各所述感光区与至少两个感光区相邻，相邻两个感光区之间两条轮廓线相交形成的夹角为钝角，因此围绕于同一点的相邻感光区的数量少于四个，即相交于同一点的轮廓线少于四条，减少了相交点处轮廓线的数量，使得经过相交点的刻蚀方向减少，进而减小相交点处出现关键尺寸渐变的影响，实现隔离区底部被完全刻蚀，避免出现漏电以及光学串扰，进而减小了工艺难度，提升了光电传感器的光子探测效率。
25、进一步，本专利技术技术方案中，通过在与感光区相邻的第一衬底表面形成电荷收集结构，且电荷收集结构与隔离结构在同一沟槽内形成，无需在电荷收集结构与隔离结构的纵向表面形成开口与电互连结构，就能实现电荷的转移，使得电荷收集结构与隔离结构形成一体式结构，进而减小了晶圆面积、体积以及光罩层数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光电传感器结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述轮廓线为直线以及曲线。
3.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述轮廓线为曲线时，所述夹角为所述两条轮廓线在相交点处的切线夹角。
4.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述感光区的形状包括轴对称图形。
5.如权利要求2所述的光电传感器结构，其特征在于，所述感光区的形状包括四边形和六边形。
6.如权利要求3所述的光电传感器结构，其特征在于，所述曲线为“S”形。
7.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：位于第一衬底内的第二沟槽或第四沟槽；位于所述第二沟槽内或第四沟槽内的电荷收集结构，且所述电荷收集结构与所述若干感光区相邻。
8.如权利要求7所述的光电传感器结构，其特征在于，所述电荷收集结构包括：位于所述第二沟槽内和第四沟槽内的第一屏蔽层。
9.如权利要求8所述的光电传感器结构，其特征在于，所述第一屏蔽层的材料包括铝和钨；所述电荷收集结构的厚度范围为0μ
10.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第一沟槽；位于第一沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
11.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第三沟槽；位于第三沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
12.如权利要求10或11所述的光电传感器结构，其特征在于，所述第二屏蔽层的材料包括铝和钨；所述绝缘层的材料包括氧化硅；所述介质层的材料包括高K介质；所述隔离结构的厚度范围为2μm至10μm。
13.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：与所述第一衬底相键合的第二衬底，所述第二衬底内具有逻辑电路；所述第一衬底包括相对的第一面和第二面，所述第一面为朝向第二衬底键合的面。
14.如权利要求13所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：位于第一面表面的器件层，所述器件层包括：第一电互连结构，所述第一电互连结构与所述感光掺杂区、隔离结构、电荷收集结构和逻辑电路中的一者或多者电连接。
15.如权利要求14所述的光电传感器结构，其特征在于，所述器件层还包括：位于第一面表面的层间介质层，所述层间介质层包围所述第一电互连结构。
16.一种光电传感器结构的形成方法，其特征在于，包括：
17.如权利要求16所述的光电传感器结构的形成方法，其特征在于，还包括：
18.如权利要求17所述的光电传感器结构的形成方法，其特征在于，所述电荷收集结构和所述隔离结构相互贯通，形成所述电荷收集结构和所述隔离结构的方法包括：在第二面表面形成第一掩膜层，所述第一掩膜暴露出第二面的部分表面；以第一掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第一沟槽；在第一沟槽内形成隔离结构；在第二面表面形成第二掩膜层，所述第二掩膜暴露出第二面的部分表面；以第二掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第二沟槽；在第二沟槽内形成电荷收集结构；所述电荷收集结构包括：位于所述第二沟槽内壁表面的第一屏蔽层；所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第一沟槽；位于第一沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
19.如权利要求17所述的光电传感器结构的形成方法，其特征在于，所述电荷收集结构和所述隔离结构在不同沟槽内形成，形成所述隔离结构和所述电荷收集结构的方法包括：在第二面表面形成第三掩膜层，所述第三掩膜暴露出第二面的部分表面；以第三掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第三沟槽；在第三沟槽内形成隔离结构；在第二面表面形成第四掩膜层，所述第四掩膜暴露出第二面的部分表面；以第四掩膜层为掩膜，对第二面进行刻蚀，在第一衬底内形成第四沟槽；在第四沟槽内形成电荷收集结构；所述电荷收集结构包括：位于第四沟槽内壁表面的第一屏蔽层；所述隔离结构包括：位于第三沟槽内壁表面的第二介质层、位于所述第二介质层表面的第二绝缘层以及位于第二绝缘层表面的第二屏蔽层。
20.如权利要求19所述的光电传感器结构的形成方法，其特征在于，还包括：
21.如权利要求20所述的光电传感器结构的形成方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光电传感器结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述轮廓线为直线以及曲线。
3.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述轮廓线为曲线时，所述夹角为所述两条轮廓线在相交点处的切线夹角。
4.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述感光区的形状包括轴对称图形。
5.如权利要求2所述的光电传感器结构，其特征在于，所述感光区的形状包括四边形和六边形。
6.如权利要求3所述的光电传感器结构，其特征在于，所述曲线为“s”形。
7.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：位于第一衬底内的第二沟槽或第四沟槽；位于所述第二沟槽内或第四沟槽内的电荷收集结构，且所述电荷收集结构与所述若干感光区相邻。
8.如权利要求7所述的光电传感器结构，其特征在于，所述电荷收集结构包括：位于所述第二沟槽内和第四沟槽内的第一屏蔽层。
9.如权利要求8所述的光电传感器结构，其特征在于，所述第一屏蔽层的材料包括铝和钨；所述电荷收集结构的厚度范围为0μm至4μm。
10.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第一沟槽；位于第一沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
11.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，所述隔离结构包括：位于第一衬底内的第三沟槽；位于第三沟槽内壁表面的介质层、位于所述介质层表面的绝缘层以及位于绝缘层表面的第二屏蔽层。
12.如权利要求10或11所述的光电传感器结构，其特征在于，所述第二屏蔽层的材料包括铝和钨；所述绝缘层的材料包括氧化硅；所述介质层的材料包括高k介质；所述隔离结构的厚度范围为2μm至10μm。
13.如权利要求1所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：与所述第一衬底相键合的第二衬底，所述第二衬底内具有逻辑电路；所述第一衬底包括相对的第一面和第二面，所述第一面为朝向第二衬底键合的面。
14.如权利要求13所述的光电传感器结构，其特征在于，还包括：位于第一面表面的器件层，所述器件...
【专利技术属性】
技术研发人员：王康杰，王志高，陈星，张川，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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