图像传感器及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种图像传感器的制造方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有光电转换部，所述衬底沿其厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；执行干法刻蚀，形成前段沟槽，所述前段沟槽从所述第一表面向所述衬底中延伸；执行湿法刻蚀，将所述前段沟槽向所述第二表面一侧以及侧向刻蚀形成后段沟槽；在垂直于所述衬底的截面上，所述后段沟槽的截面宽度从所述第一表面一侧到所述第二表面一侧逐渐变大；所述前段沟槽和所述后段沟槽构成栅极沟槽；形成栅极，所述栅极包括高出所述第一表面的栅极横向部和从所述栅极横向部向所述衬底中延伸的至少一个栅极纵向部，一个所述栅极纵向部填充在一个所述栅极沟槽中。2.如权利要求1所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，所述前段沟槽的深度为所述栅极沟槽深度的1/3～2/3。3.如权利要求1所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，在垂直于所述衬底的截面上，所述前段沟槽的截面图形呈矩形。4.如权利要求1所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，所述前段沟槽的深度为均包含端点值；所述后段沟槽的深度为均包含端点值。5.如权利要求1所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，执行湿法刻蚀之后，形成所述栅极之前，还包括：形成隔离层，所述隔离层至少覆盖所述栅极沟槽的侧壁和底部；对所述栅极沟槽的侧壁和底部进行离子注入。6.如权利要求5所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，对所述栅极沟槽的侧壁和底部进行离子注入之后，形成所述栅极之前，还包括：去除所述隔离层；形成栅氧化层，所述栅氧化层至少覆盖所述栅极沟槽的侧壁和底部。7.如权利要求1至6任意一项所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，所述栅极为传输晶体管的栅极，形成所述栅极之后还包括：对所述栅极远离所述光电转换部的一侧的所述衬底中注入n型离子，形成浮动扩散部；以及对所述光电转换部靠近所述衬底的所述第一表面的区域注入p型离子形成钉扎层。8.如权利要求7所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，一个所述传输晶体管的栅极包括所述栅极横向部和从所述栅极横向部向所述衬底中延伸并间隔的两个或三个所述栅极纵向部。9.如权利要求1至6任意一项所述的图像传感器的制造方法，其特征在于，所述图像传感器包括多种晶体管，所述多种晶体管包括传输晶体管、复位晶体管、源极跟随晶体管、行选择晶体管以及转换增益控制晶体管；所述多种晶体管中的至少一种晶体管的栅极采用所述形成栅极的方法形成。10.一种图像传感器，其特征在于，包括：衬底，所述衬底中形成有光电转换部，所述衬底沿其厚度方向具有相对的第一表面和第二表面；
前段沟槽，所述前段沟槽从所述第一表面向所述衬底中延伸；后段沟槽，所述后段沟槽从所述前段沟槽向所述第二表面一侧以及侧向延伸，在垂直于所述衬底的截面上，所述后段沟槽的截面宽度从所述第一表面一侧到所述第二表面一侧逐渐变大；所述前段沟槽和所述后段沟槽构成栅极沟槽；栅极，所述栅极包括高出所述第一表面的栅极横向部和从所述栅极横向部向所述衬底中延伸的至少一个栅极纵向部，一个所述栅极纵向部填充一个所述栅极沟槽。11.如权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，还包括：栅氧化层，所述栅氧化层至少覆盖所述栅极沟槽的侧壁和底部。12.如权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，还包括：浮动扩散部，所述浮动扩散部位于所述栅极远离所述光电转换部的一侧的所述衬底中；其中，所述光电转换部、所述栅极和所述浮动扩散部构成传输晶体管。13.如权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括多种晶体管，所述多种晶体管包括传输晶体管、复位晶体管、源极跟随晶体管、行选择晶体管以及转换增益控制晶体管；所述栅极为所述多种晶体管中的任意一种晶体管的栅极。

技术总结
本发明提供一种图像传感器及其制造方法，包括：提供衬底，衬底具有相对的第一表面和第二表面；执行干法刻蚀，形成前段沟槽；执行湿法刻蚀，将前段沟槽向第二表面一侧(下)以及侧向刻蚀形成后段沟槽；前段沟槽和后段沟槽构成栅极沟槽；形成栅极，栅极纵向部填充在栅极沟槽中。本发明的栅极结构，一方面和同样开口尺寸的垂直栅极结构相比，后段沟槽的截面宽度从第一表面一侧到第二表面一侧逐渐变大，即将栅极沟槽的底部尺寸做大从而增大电子底部传输表面积，以提高底部电子传输效率，增加满井容量；另一方面和仅采用干法刻蚀形成的同样深度的垂直栅结构相比，采用先干法后湿法刻蚀可减少干法刻蚀带来的等离子损伤，减少白像素，提高像素质量。像素质量。像素质量。


技术研发人员：董立群 肖海波 林率兵
受保护的技术使用者：豪威集成电路（成都）有限公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/8/19