发布信息

图像传感器及其制备方法与流程

作者:admin      2022-10-01 14:16:18     831



电气元件制品的制造及其应用技术1.本技术涉及半导体制造技术领域,特别是涉及一种图像传感器及其制备方法。背景技术:2.数码相机及光学成像装置等多种电子设备中均采用了图像传感器,以进行图像采集。图像传感器具有将光学图像转换为数字图像的功能。目前较常用的图像传感器包括互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,简称cmos)图像传感器。cmos图像传感器具有较低功耗、较小尺寸、较快的数据处理能力以及较低的制造成本。技术实现要素:3.本技术实施例提供了一种图像传感器及其制备方法,可以有效提高图像传感器的生产良率,并确保图像传感器可以具有较好的成像质量。4.一方面,本技术一些实施例提供了一种图像传感器的制备方法,包括如下步骤。5.提供衬底,在所述衬底的第一侧形成多个隔离沟槽,多个所述隔离沟槽在所述衬底内隔离出多个像素单元。6.对所述隔离沟槽的底部及侧壁进行第一型离子注入,以在所述隔离沟槽的底部形成底部掺杂部,在所述隔离沟槽的侧壁形成侧壁掺杂部。7.对形成所述底部掺杂部后的所得结构进行热退火,以使多个底部掺杂部扩散连接为第一型底部半导体层。8.在一些实施例中,所述图像传感器的制备方法还包括如下步骤。9.对所述像素单元内的部分进行第二型离子注入,形成像素掺杂部;所述像素掺杂部位于相邻的所述侧壁掺杂部之间。10.对形成所述像素掺杂部后的所得结构进行热退火,以在所述像素单元内扩散形成第二型半导体层。11.在一些实施例中,所述第二型半导体层与相邻的所述侧壁掺杂部及所述第一型底部半导体层之间具有第一缓冲半导体层。12.在一些实施例中,所述图像传感器的制备方法,还包括:对所述像素单元的顶部进行第一型离子注入,形成有源区掺杂层;所述有源区掺杂层位于所述第二型半导体层背离所述第一型底部半导体层的一侧。13.在一些实施例中,所述第二型半导体层与所述有源区掺杂层之间具有第二缓冲半导体层。14.在一些实施例中,所述图像传感器的制备方法还包括:在所述有源区掺杂层以及所述第二缓冲半导体层上形成垂直栅极;所述垂直栅极的底部与所述第二型半导体层相连接。15.在一些实施例中,所述图像传感器的制备方法还包括:抛光所述衬底的第二侧,暴露出所述第一型底部半导体层;其中,所述第二侧为所述第一侧的背侧;在所述衬底的抛光表面形成缓冲氧化物层;在所述缓冲氧化物层上形成色阻层。16.在一些实施例中,所述图像传感器的制备方法还包括:在所述色阻层背离所述衬底的一侧形成透镜层。17.另一方面,本技术一些实施例提供了一种图像传感器,包括:衬底以及设置于所述衬底内的多个像素单元;相邻所述像素单元之间设有深沟槽隔离结构。所述像素单元包括:第一型半导体层和第二型半导体层;所述第一型半导体层包括相连设置的侧壁掺杂部和底部掺杂部;所述第二型半导体层位于相邻所述侧壁掺杂部之间且位于所述底部掺杂部的上方;其中,多个所述像素单元的所述底部掺杂部扩散连接为第一型底部半导体层。18.在一些实施例中,所述像素单元还包括:位于所述第二型半导体层与相邻的所述侧壁掺杂部及所述第一型底部半导体层之间的第一缓冲半导体层。19.在一些实施例中,所述像素单元还包括:位于所述第二型半导体层背离所述第一型底部半导体层一侧的有源区掺杂层。20.在一些实施例中,所述像素单元还包括:位于所述第二型半导体层与所述有源区掺杂层之间的第二缓冲半导体层。21.在一些实施例中,所述像素单元还包括:贯穿所述有源区掺杂层以及所述第二缓冲半导体层的垂直栅极;所述垂直栅极的底部与所述第二型半导体层相连接。22.在一些实施例中,所述图像传感器还包括:位于所述第一型底部半导体层背离所述第二型半导体层一侧的色阻层。23.在一些实施例中,所述图像传感器还包括:位于所述色阻层背离所述第一型底部半导体层一侧的透镜层。24.本技术实施例中,可以通过第一型离子注入工艺,在隔离沟槽的底部及侧壁同步形成底部掺杂部和侧壁掺杂部。然后,通过热退火工艺使得多个像素单元中的底部掺杂部扩散连接为第一型底部半导体层。这样各侧壁掺杂部和第一型底部半导体层的对应部分相连构成第一型半导体层,可以实现第一型半导体层对像素单元顶部之外其他部分的包围。如此,本技术实施例在制备像素单元的第二型半导体层之前便可以完成第一型半导体层的全部制备,并确保第一型半导体层能够包围像素单元除了顶部之外的其他部分。这样在处理衬底第二侧(即衬底背侧)表面的过程中,能够利用该第一型半导体层对像素单元进行保护,以有效避免像素单元因机械应力或其他工艺实施(例如抛光研磨等)而造成损伤或污染或可能局部放电或者漏电的情形。从而可以有效提高图像传感器的生产良率,并确保图像传感器可以具有较好的成像质量。附图说明25.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中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。26.图1为一实施例中提供的一种图像传感器的制备方法的流程示意图;27.图2为一实施例中提供的另一种图像传感器的制备方法的流程示意图;28.图3为一实施例中提供的形成隔离沟槽后所得结构的剖面示意图;29.图4为一实施例中提供的形成底部掺杂部和侧壁掺杂部后所得结构的剖面示意图;30.图5为一实施例中提供的形成第一型底部半导体层后所得结构的剖面示意图;31.图6为一实施例中提供的形成像素掺杂部后所得结构的剖面示意图;32.图7为一实施例中提供的形成第二型半导体层后所得结构的剖面示意图;33.图8为一实施例中提供的形成有源区掺杂层后所得结构的剖面示意图;34.图9为一实施例中提供的形成垂直栅极后所得结构的剖面示意图;35.图10为一实施例中提供的形成垂直栅极后所得结构的剖面示意图;并且,图10亦为一实施例中提供的一种图像传感器的结构示意图。36.附图标记说明:37.1-衬底,t-隔离沟槽,dti-深沟槽隔离结构;38.2-像素单元,21-第一型半导体层,22-第二型半导体层,21a-底部掺杂部,211-第一型底部半导体层,21b-侧壁掺杂部,22a-像素掺杂部,23-第一缓冲半导体层,24-第二缓冲半导体层,25-有源区掺杂层,26-垂直栅极,27-栅介质层;39.3-缓冲氧化物层;4-色阻层,41-遮光网格,42-彩色滤光膜;5-透镜层。具体实施方式40.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是,本技术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例。相反地,提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。41.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。42.应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。43.空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外,器件也可以包括另外地取向(譬如,旋转90度或其它取向),并且在此使用的空间描述语相应地被解释。44.在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。45.这里参考作为本技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例,这样可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此,本技术的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状,而是包括由于例如制造技术导致的形状偏差。图中显示的区实质上是示意性的,它们的形状并不表示器件的区的实际形状,且并不限定本技术的范围。46.本技术一些实施例提供了一种图像传感器的制备方法,可以用于制备背照式(back side illumination,简称bsi)图像传感器。bsi图像传感器作为cmos图像传感器的一种常见应用。在bsi图像传感器中,可以采用深沟槽隔离结构(deep trench isolation,简称dti)隔离相邻像素中的光电二极管(photo diode,简称pd),以避免相邻像素之间出现光串扰问题。本技术一些实施例提供的图像传感器的制备方法,可以有效提高图像传感器的生产良率,并确保图像传感器可以具有较好的成像质量。47.请参阅图1,本技术一些实施例提供的图像传感器的制备方法,包括如下步骤。48.s100,提供衬底,在衬底的第一侧形成多个隔离沟槽,多个隔离沟槽在衬底内隔离出多个像素单元。49.s200,对隔离沟槽的底部及侧壁进行第一型离子注入,以在隔离沟槽的底部形成底部掺杂部,在隔离沟槽的侧壁形成侧壁掺杂部。50.s300,对形成底部掺杂部后的所得结构进行热退火,以使多个底部掺杂部扩散连接为第一型底部半导体层。51.本技术实施例中,可以通过第一型离子注入工艺,在隔离沟槽的底部及侧壁同步形成底部掺杂部和侧壁掺杂部。然后,通过热退火工艺使得多个像素单元中的底部掺杂部扩散连接为第一型底部半导体层。这样各侧壁掺杂部和第一型底部半导体层的对应部分相连构成第一型半导体层,可以实现第一型半导体层对像素单元顶部之外其他部分的包围。如此,本技术实施例在制备像素单元的第二型半导体层之前便可以完成第一型半导体层的全部制备,并确保第一型半导体层能够包围像素单元除了顶部之外的其他部分。这样在处理衬底第二侧(即衬底背侧)表面的过程中,能够利用该第一型半导体层对像素单元进行保护,以有效避免像素单元因机械应力或其他工艺实施(例如抛光研磨等)而造成损伤或污染或可能局部放电或者漏电的情形。从而可以有效提高图像传感器的生产良率,并确保图像传感器可以具有较好的成像质量。52.在一些实施例中,请参阅图2,本技术一些实施例提供的图像传感器的制备方法,还包括步骤s400~s500。53.s400,对像素单元内的部分进行第二型离子注入,形成像素掺杂部;像素掺杂部位于相邻的侧壁掺杂部之间。54.s500,对形成像素掺杂部后的所得结构进行热退火,以在像素单元内扩散形成第二型半导体层。55.本技术实施例中,可以先对像素单元进行第二型离子注入形成像素掺杂部,然后再通过热退火工艺,使像素掺杂部扩散形成第二型半导体层。如此,不仅利于确保第二型半导体层的制程简单且稳定,还能进一步确保第一型半导体层的均匀性,以及对像素单元因离子注入造成的晶格损伤进行恢复。56.可以理解,在一些实施例中,第二型半导体层与相邻的侧壁掺杂部及第一型底部半导体层之间具有第一缓冲半导体层。57.此处,在形成第二型半导体层之后,衬底位于第二型半导体层与相邻的侧壁掺杂部及第一型底部半导体层之间的部分可以构成第一缓冲半导体层。58.在一些实施例中,请继续参阅图2,所述图像传感器的制备方法,还包括步骤s600。59.s600,对像素单元的顶部进行第一型离子注入,形成有源区掺杂层;有源区掺杂层位于第二型半导体层背离第一型底部半导体层的一侧。60.在一些实施例中,第二型半导体层与有源区掺杂层之间具有第二缓冲半导体层。61.此处,在形成有源区掺杂层之后,衬底位于第二型半导体层与有源区掺杂层之间的部分可以构成第二缓冲半导体层。62.本技术实施例中,在形成第二型半导体层之后,可以对像素单元的顶部进行第一型离子注入,以形成有源区掺杂层,并确保有源区掺杂层与第二型半导体层之间具有第二缓冲半导体层。如此,本技术实施例采用上述方法制备获得的像素单元,可以实现第一型半导体层及第二型半导体层的深度嵌入,并确保第一型半导体层及第二型半导体层与衬底的两侧表面完全隔离,以有效避免像素单元出现较多表面缺陷及晶格缺陷,从而有利于提升像素单元的性能。63.在一些实施例中,请继续参阅图2,所述图像传感器的制备方法还包括步骤s700。64.s700,在有源区掺杂层以及第二缓冲半导体层上形成垂直栅极;垂直栅极的底部与第二型半导体层相连接。65.本技术实施例中,采用垂直栅极与第二型半导体层相连接,有利于提升像素单元的分布密度,以有效提升图像传感器的分辨率。66.在一些实施例中,请继续参阅图2,所述图像传感器的制备方法还包括步骤s800。67.s800,抛光衬底的第二侧,暴露出第一型底部半导体层;其中,第二侧为第一侧的背侧。在衬底的抛光表面形成缓冲氧化物层;在缓冲氧化物层上形成色阻层。68.可选地,色阻层包括:用于界定像素区域的遮光网格以及设置于遮光网格中各网格区域内的彩色滤光膜。69.本技术实施例中,在制备完成像素单元之后,可以采用抛光工艺减薄衬底的第二侧至暴露出均匀的第一型底部半导体层,然后于衬底的抛光表面依次形成缓冲氧化物层及色阻层。如此,可以实现图像传感器成像的色彩化,并避免像素单元因后续抛光工艺及缓冲氧化物层及色阻层的形成工艺而出现应力损伤及污染等造成的不良,从而有利于提升图像传感器的成像质量。70.在一些实施例中,请继续参阅图2,所述图像传感器的制备方法还包括步骤s900。71.s900,在色阻层背离衬底的一侧形成透镜层。72.如此,本技术实施例可以利用透镜层提高入射至像素单元中的光的效能,以确保图像传感器的成像质量。73.为了更清楚地说明本技术实施例中图像传感器的制备方法,以下结合图3~图10对该制备方法进行了详述。74.在步骤s100中,请参阅图3,提供衬底1,在衬底1的第一侧形成多个隔离沟槽t,多个隔离沟槽t在衬底1内隔离出多个像素单元2。75.此处,衬底1可以采用半导体材料、绝缘材料、导体材料或者它们的任意组合构成。衬底1可以为单层结构,也可以为多层结构。例如,衬底1可以是诸如硅(si)衬底、硅锗(sige)衬底、硅锗碳(sigec)衬底、碳化硅(sic)衬底、砷化镓(gaas)衬底、砷化铟(inas)衬底、磷化铟(inp)衬底或其它的iii/v半导体衬底或ii/vi半导体衬底。或者,还例如,衬底1可以是包括诸如si/sige、si/sic、绝缘体上硅(soi)或绝缘体上硅锗的层状衬底。76.此外,像素单元2的数量及分布密度,可以匹配图像传感器的分辨率需求进行设计。相应地,隔离沟槽t用于隔离出像素单元2,隔离沟槽t的形成区域可以根据像素单元2确定。77.可选地,隔离沟槽t可以基于图形化的硬掩模层形成,该硬掩模层可以采用沉积工艺直接形成于衬底1第一侧的表面,沉积工艺例如包括化学气相沉积(chemical vapor deposition,简称cvd)、物理气相沉积(physical vapor deposition,简称pvd)或原子层沉积(atomic layer deposition,简称ald)等。78.可选地,隔离沟槽t为深沟槽,隔离沟槽t的深度可以根据实际需求选择设置,例如其深度的取值范围为2μm~10μm。在一个示例中,隔离沟槽t不贯穿衬底1。79.可选地,隔离沟槽t的开口形状可以为:矩形、梯形、圆形、椭圆形及类似几何图形。80.在步骤s200中,请参阅图4,对隔离沟槽t的底部及侧壁进行第一型离子注入,以在隔离沟槽t的底部形成底部掺杂部21a,在隔离沟槽t的侧壁形成侧壁掺杂部21b。81.可选地,第一型离子可以为p型离子;例如可以采用硼(b)或铟(in)进行离子注入。82.可选地,第一型离子的注入剂量可以为:1×1013~1×1014。此处,注入剂量是指样品表面单位面积注入的离子总数。83.可选地,第一型离子注入时的离子能量可以为10kev~50kev。84.可选地,第一型离子注入可以分多次注入,例如先向隔离沟槽t的底部进行离子注入,然后再向隔离沟槽t的侧壁进行离子注入。85.可选地,第一型离子注入可以执行一次,即:底部掺杂部21a和侧壁掺杂部21b同步形成。86.在步骤s300中,请参阅图4和图5,对形成底部掺杂部21a后的所得结构进行热退火,以使多个底部掺杂部21a扩散连接为第一型底部半导体层211。87.此处,热退火的温度可以根据实际需求选择设置。88.本技术实施例中,可以在各隔离沟槽t的底部形成底部掺杂部21a后,通过热退火工艺使得多个像素单元2的底部掺杂部21a扩散连接为均匀的第一型底部半导体层211,并确保各侧壁掺杂部21b和第一型底部半导体层211的对应部分相连为第一型半导体层21,从而实现第一型半导体层21对像素单元2顶部之外其他部分的包围。如此,本技术实施例在制备像素单元2的第二型半导体层之前便可以完成第一型半导体层的全部制备,并确保第一型半导体层21有效包围像素单元2除了顶部之外的其他部分。89.在步骤s400中,请参阅图6,对像素单元2内的部分进行第二型离子注入,形成像素掺杂部22a;像素掺杂部22a位于相邻的侧壁掺杂部21b之间。90.可选地,第二型离子可以为n型离子;例如可以采用砷(as)或磷(p31)进行离子注入。91.可选地,像素掺杂部22a形成于相邻的侧壁掺杂部21b之间,且位于像素单元2的中心;即:像素掺杂部22a与像素单元2的任一表面之间均具有距离。这也可以理解为,第二型离子采用高能离子注入方式,以形成埋入像素单元2内部的像素掺杂部22a。92.在步骤s500中,请参阅图6和图7,对形成像素掺杂部22a后的所得结构进行热退火,以在像素单元2内扩散形成第二型半导体层22。93.可以理解,前述一些示例中,采用高能离子注入方式形成像素掺杂部22a,是指:使高能离子在进入像素单元2内部之后停在一定深度的半导体晶格内。基于此,高能离子注入也容易因离子碰撞而导致出现晶格断裂或者晶格损伤的情况。因此,本技术实施例中,对形成像素掺杂部22a后的所得结构进行热退火,以使得像素掺杂部22a扩散形成第二型半导体层22,不仅利于确保第二型半导体层22的制程简单且稳定,还能进一步确保第二型半导体层22及第一型半导体层21的均匀性,以及对像素单元2因离子注入造成的晶格损伤进行有效恢复。94.可以理解,在采用前述方法形成第二型半导体层22之后,第二型半导体层22与相邻的侧壁掺杂部21b及第一型底部半导体层211之间具有第一缓冲半导体层23。此处,第一缓冲半导体层23可以由衬底1位于第二型半导体层22与相邻的侧壁掺杂部21b及第一型底部半导体层之211间的部分构成。95.在步骤s600中,请参阅图8,对像素单元2的顶部进行第一型离子注入,形成有源区掺杂层25;有源区掺杂层25位于第二型半导体层22背离第一型底部半导体层211的一侧。96.可以理解,在采用前述方法形成有源区掺杂层25之后,第二型半导体层22与有源区掺杂层25之间具有第二缓冲半导体层24。此处,第二缓冲半导体层24可以由衬底1位于第二型半导体层22与有源区掺杂层25之间的部分构成。97.本技术实施例中,在形成第二型半导体层22之后,可以对像素单元2的顶部进行第一型离子注入,以形成有源区掺杂层25,并确保有源区掺杂层25与第二型半导体层22之间具有第二缓冲半导体层24。如此,本技术实施例采用上述方法制备获得的像素单元2,可以实现第一型半导体层21及第二型半导体层22的深度嵌入,并确保第一型半导体层21及第二型半导体层22与衬底1两侧表面的完全隔离,以有效避免像素单元2出现较多表面缺陷及晶格缺陷,从而有利于提升像素单元2的性能。98.由上,第一型半导体层21、第二型半导体层22及位于第一型半导体层21和第二型半导体层22之间的第一缓冲半导体层23可以在相邻界面处形成pn结,以共同构成像素单元2的光电器件。99.需要补充的是,请继续参阅图8,在一些实施例中,在对像素单元2的顶部进行第一型离子注入形成有源区掺杂层25之前,所述图像传感器的制备方法还包括:在隔离沟槽t内形成深沟槽隔离结构(deep trench isolation)dti。100.可选地,深沟槽隔离结构dti可以通过介电质填充形成,例如采用氧化物或其他高k介电材料填充形成。示例地,深沟槽隔离结构dti的材料可以为以下一者或任意组合:氧化硅(sio2)、氧化铪(hfo2)、氮化硅(si3n4)、氧氮化硅(sioxny)、氧化钽(ta2o5)、氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、氧化铝(al2o3)、氧化镱(yb2o3)、氧化钇(y2o3)等。101.可选地,深沟槽隔离结构dti可以具有光吸收区域或光反射区域。其中,光吸收区域可以采用钨、钛、氮化钛或镍等光吸收材料形成,光反射区域可以采用铝、铜、银或铂等光反射材料形成。如此,可以利用光吸收区域吸收杂散光或利用光反射区域将入射光保留于像素单元2内,从而可以有效避免相邻像素单元2之间出现光线串扰,以及利于提升像素单元2中光电器件的量子效率。102.在步骤s700中,请参阅图9,在有源区掺杂层25以及第二缓冲半导体层24上形成垂直栅极26;垂直栅极26的底部与第二型半导体层22相连接。103.可以理解,垂直栅极26与有源区掺杂层25之间需要通过栅介质层27有效隔离。104.可选地,在有源区掺杂层25以及第二缓冲半导体层24上形成栅极沟槽,以暴露出部分第二型半导体层22,然后于栅极沟槽内形成覆盖其侧壁的栅介质层27及垂直栅极26,并确保垂直栅极26的底部与第二型半导体层22接触连接。105.本技术实施例中,采用垂直栅极26与第二型半导体层22相连接,有利于提升像素单元2的分布密度,从而有效提升图像传感器的分辨率。106.在步骤s800中,请参阅图10,抛光衬底的第二侧,暴露出第一型底部半导体层211;其中,第二侧为第一侧的背侧。在衬底的抛光表面形成缓冲氧化物层3;在缓冲氧化物层3上形成色阻层4。107.可选地,衬底的第二侧采用化学机械研磨工艺进行抛光。108.本技术实施例中,在抛光衬底第二侧(即衬底背侧)表面的过程中,能够利用第一型半导体层21对像素单元2进行保护,以有效避免像素单元2因机械应力或其他工艺实施(例如抛光研磨等)而造成损伤或污染或可能局部放电的情形。从而可以有效提高图像传感器的生产良率,并确保图像传感器可以具有较好的成像质量。109.可选地,色阻层4包括:用于界定像素区域的遮光网格41以及设置于遮光网格41中各网格区域内的彩色滤光膜42。110.此处,遮光网格41例如为金属栅格层。彩色滤光膜42例如包括三种不同颜色的滤光膜,具体可以为红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜。111.可选地,红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜可以按照像素排列原则设置于遮光网格41所定义的各像素区域内。112.本技术实施例中,于衬底的抛光表面(即暴露出的第一型底部半导体层211表面)依次形成缓冲氧化物层3及色阻层4,可以有效实现图像传感器成像的色彩化。113.在步骤s900中,请参阅图10,在色阻层4背离衬底的一侧形成透镜层5。如此,本技术实施例可以利用透镜层5提高入射至像素单元2中的光的效能,以确保图像传感器的成像质量。114.可选地,透镜层5可以通过旋涂或沉积透镜材料层再图形化的方式形成。115.可选地,透镜层5可以为片上透镜(ocl)或通过图形化形成的微透镜阵列。116.本技术一些实施例还提供了一种图像传感器,可以采用如上一些实施例提供的制备方法制备获得。前述各实施例所能实现的技术优势,该图像传感器也均具备,此处不再详述。117.请继续参阅图10,图像传感器包括:衬底以及设置于衬底内的多个像素单元2;相邻像素单元2之间设有深沟槽隔离结构sti。像素单元2包括:第一型半导体层21和第二型半导体层22;第一型半导体层21包括相连设置的侧壁掺杂部21b和底部掺杂部21a;第二型半导体层22位于相邻侧壁掺杂部21b之间且位于底部掺杂部21a的上方;其中,多个像素单元2的底部掺杂部21a扩散连接为第一型底部半导体层211。118.此处,像素单元2可以呈阵列状排布于衬底上。像素单元2的数量及分布密度,可以匹配图像传感器的分辨率需求进行设计。可以理解,图10中仅对部分像素单元2的剖面结构进行了示意,因此衬底并未在图10中示出,但结合前述一些实施例中图像传感器的制备方法可以知晓,图像传感器中保留的衬底仅位于各像素单元2的外围边缘处;即该衬底是通过减薄初始衬底背侧至暴露出第一型底部半导体层211之后保留下来的部分。119.可选地,第一型半导体层21为p型半导体层。第二型半导体层22为n型半导体层。120.可选地,深沟槽隔离结构dti可以通过介电质填充隔离沟槽形成,例如采用氧化物或其他高k介电材料填充形成。示例地,深沟槽隔离结构dti的材料可以为以下一者或任意组合:氧化硅(sio2)、氧化铪(hfo2)、氮化硅(si3n4)、氧氮化硅(sioxny)、氧化钽(ta2o5)、氧化钛(tio2)、氧化锆(zro2)、氧化铝(al2o3)、氧化镱(yb2o3)、氧化钇(y2o3)等。121.可选地,深沟槽隔离结构dti可以具有光吸收区域或光反射区域。其中,光吸收区域可以采用钨、钛、氮化钛或镍等光吸收材料形成,光反射区域可以采用铝、铜、银或铂等光反射材料形成。如此,可以利用光吸收区域吸收杂散光或利用光反射区域将入射光保留于像素单元2内,从而可以有效避免相邻像素单元2之间出现光线串扰,以及利于提升像素单元2中光电器件的量子效率。122.在一些实施例中,请继续参阅图10,像素单元2还包括:位于第二型半导体层22与相邻的侧壁掺杂部21b及第一型底部半导体层211之间的第一缓冲半导体层23。123.此处,第一缓冲半导体层23可以由衬底位于第二型半导体层22与相邻的侧壁掺杂部21b及第一型底部半导体层之211间的部分构成。124.在一些实施例中,请继续参阅图10,像素单元2还包括:位于第二型半导体层22背离第一型底部半导体层211一侧的有源区掺杂层25。125.可选地,有源区掺杂层25的掺杂类型与第一型半导体层21的类型相同;例如均为p型。126.在一些实施例中,请继续参阅图10,像素单元2还包括:位于第二型半导体层22与有源区掺杂层25之间的第二缓冲半导体层24。127.此处,第二缓冲半导体层24可以由衬底1位于第二型半导体层22与有源区掺杂层25之间的部分构成。128.由上,第一型半导体层21、第二型半导体层22及位于第一型半导体层21和第二型半导体层22之间的第一缓冲半导体层23可以在相邻界面处形成pn结,以共同构成像素单元2的光电器件。129.在一些实施例中,请继续参阅图10,像素单元2还包括:贯穿有源区掺杂层25以及第二缓冲半导体层24的垂直栅极26;垂直栅极26的底部与第二型半导体层22相连接。130.可选地,请继续参阅图10,像素单元2还包括:设置于垂直栅极26与有源区掺杂层25之间的栅介质层27。131.在一些实施例中,请继续参阅图10,图像传感器还包括:位于第一型底部半导体层211背离第二型半导体层22一侧的色阻层4。132.可选地,请继续参阅图10,图像传感器还包括:位于第一型半导体层211和色阻层4之间的缓冲氧化物层3。133.可选地,色阻层4包括:用于界定像素区域的遮光网格41以及设置于遮光网格41中各网格区域内的彩色滤光膜42。134.此处,遮光网格41例如为金属栅格层。彩色滤光膜42例如包括三种不同颜色的滤光膜,具体可以为红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜。135.可选地,红色滤光膜、绿色滤光膜及蓝色滤光膜可以按照像素排列原则设置于遮光网格41所定义的各像素区域内。136.在一些实施例中,请继续参阅图10,图像传感器还包括:位于色阻层4背离第一型底部半导体层211一侧的透镜层5。137.可选地,透镜层5可以通过旋涂或沉积透镜材料层再图形化的方式形成。138.可选地,透镜层5可以为片上透镜(ocl)或通过图形化形成的微透镜阵列。139.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。140.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。









图片声明:本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明:本文中引用的各种信息及资料(包括但不限于文字、数据、图表及超链接等)均来源于该信息及资料的相关主体(包括但不限于公司、媒体、协会等机构)的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理!本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明:我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理,本文部分文字与图片资源来自于网络,部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请立即通知我们,情况属实,我们会第一时间予以删除,并同时向您表示歉意,谢谢!

相关内容 查看全部