一种图像传感器形成方法及图像传感器与流程

技术特征：
1.一种图像传感器形成方法，其特征在于，包括：在所述图像传感器形成栅极前，通过至少一次刻蚀过程与至少一次外延过程形成第一侧向pn结，所述第一侧向pn结用于所述图像传感器各像素单元之间的隔离。2.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述第一侧向pn结包括低掺杂和/或无掺杂的缓冲层，在所述第一侧向pn结中形成缓变结结构。3.如权利要求1所述的图像传感器形成方法，其特征在于，还包括：在所述第一侧向pn结上方进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，用于形成器件层。4.如权利要求2所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述至少一次外延过程包括：在高浓度硅衬底上进行至少一次外延，形成第一外延层，所述高浓度硅衬底的掺杂浓度不低于10
15
cm-3
。5.如权利要求4所述的图像传感器形成方法，其特征在于，进行所述至少一次刻蚀过程时，在所述第一外延层上形成对准标记图形。6.如权利要求3所述的图像传感器形成方法，其特征在于，还包括步骤：在所述器件层中通过离子注入形成第二侧向pn结，所述第二侧向pn结与所述第一侧向pn结对应的部分电性连接。7.如权利要求4所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述形成第一外延层包括：在高浓度硅衬底上进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，形成刻蚀停止层；在所述刻蚀停止层上进行至少一次外延，形成第一外延层。8.如权利要求4所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述第一外延层为掺杂浓度不低于10
15
cm-3
的高浓度p型外延层；所述至少一次刻蚀过程包括：在所述第一外延层上刻蚀形成第一隔离区域；或所述第一外延层为低掺杂和/或无掺杂外延层；所述至少一次刻蚀过程包括：在所述第一外延层上刻蚀，在刻蚀后的所述第一外延层表面进行p型离子注入，形成第一隔离区域；所述p型离子注入包括铟和/或硼。9.如权利要求8所述的图像传感器形成方法，其特征在于，还包括：在所述第一隔离区域表面进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，在所述第一隔离区域表面形成所述缓冲层。10.如权利要求9所述的图像传感器形成方法，其特征在于，还包括：在所述缓冲层表面进行至少一次掺杂浓度不低于10
15
cm-3
的高浓度n型外延，生长第二外延层，所述第二外延层、所述缓冲层和所述第一隔离区域形成所述第一侧向pn结。11.如权利要求9所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述形成第一隔离区域之后，所述形成所述缓冲层之前，还包括：在所述第一隔离区域的表面上进行氧化处理，平滑所述第一隔离区域的表面；在进行外延形成所述缓冲层之前，清理所述第一隔离区域表面的氧化物层。12.如权利要求4所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述第一外延层为掺杂浓
度不低于10
15
cm-3
的高浓度n型外延层；所述至少一次刻蚀过程包括：在所述第一外延层上刻蚀形成第二感光区域。13.如权利要求12所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述刻蚀形成第二感光区域时，留出开口线宽小于中部线宽的沟槽，用于形成第二隔离区域。14.如权利要求12所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述第二感光区域表面进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，在所述第二感光区域表面形成所述缓冲层。15.如权利要求14所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述缓冲层表面进行至少一次掺杂浓度不低于10
15
cm-3
的高浓度p型外延，生长第三外延层，所述第三外延层形成第二隔离区域，所述第二感光区域、所述缓冲层和所述第二隔离区域形成所述第一侧向pn结。16.如权利要求15所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在生长所述第三外延层时，调整外延的方向和生长速度，使所述第二隔离区域的开口快速封闭，形成隔离中空槽。17.如权利要求14所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述形成第二感光区域之后，所述形成所述缓冲层之前，还包括：在所述第二感光区域的表面上进行氧化处理，平滑所述第二感光区域的表面；在进行外延形成所述缓冲层之前，清理所述第二感光区域表面的氧化物层。18.如权利要求7所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述图像传感器为背照式图像传感器，所述图像传感器形成方法还包括：对所述高浓度硅衬底进行减薄，直至减薄到预设的厚度位置；对所述高浓度硅衬底的剩余部分进行刻蚀，至所述刻蚀停止层；对所述刻蚀停止层进行减薄，直至去除所述刻蚀停止层。19.如权利要求18所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在所述图像传感器形成栅极前，在所述第一侧向pn结中形成隔离中空槽。20.如权利要求19所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在去除所述刻蚀停止层之后，还包括：打开所述隔离中空槽的开口；在所述隔离中空槽中填充钉扎层；其中，所述打开所述隔离中空槽的开口包括：继续对所述第一外延层进行化学机械研磨，直至露出所述隔离中空槽；或，继续对所述第一外延层下表面进行刻蚀，打开所述隔离中空槽的开口。21.如权利要求18所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在去除所述刻蚀停止层之后，还包括：在所述第一外延层中的隔离区域中间形成深沟槽；在所述深沟槽中填充钉扎层。22.如权利要求3所述的图像传感器形成方法，其特征在于，所述在所述第一侧向pn结上方进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，形成器件层包括：在所述第一侧向pn结表面进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，形成第四外延层；对所述第四外延层表面进行平整化处理，形成所述器件层；或，
对所述第一侧向pn结表面进行平整化处理；在所述第一侧向pn结表面进行至少一次低掺杂和/或无掺杂的外延，生长第四外延层，形成所述器件层。23.如权利要求4所述的图像传感器形成方法，其特征在于，在形成所述第一外延层之后，还包括：在所述第一外延层上通过化学气相淀积形成硬掩模层；在形成所述第一侧向pn结之后，去除所述第一侧向pn结表面的硬掩模层。24.一种图像传感器，其特征在于，采用如权利要求1~23中任一种图像传感器的形成方式形成。

技术总结
本发明提供一种图像传感器形成方法以及形成的图像传感器，图像传感器形成方法包括：在所述图像传感器形成栅极前，通过至少一次刻蚀过程与至少一次外延过程形成第一侧向PN结，所述第一侧向PN结用于所述图像传感器各像素单元之间的隔离。本发明采用刻蚀与外延工艺形成图像传感器中的隔离区域与感光区域，形成侧向PN结，使P型和N型半导体的交界面更均匀，能够避免采用多次离子注入的方式对半导体衬底造成的破坏，减小暗电流和白像素对感光的影响。响。响。


技术研发人员：杨瑞坤
受保护的技术使用者：格科微电子（上海）有限公司
技术研发日：2021.01.28
技术公布日：2022/7/29