图像传感器及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种制造图像传感器的方法，包括：形成第一导电类型的半导体衬底；在所述半导体衬底中形成限定像素区域的像素隔离沟槽；在所述像素隔离沟槽中形成衬垫绝缘层；用所述第一导电类型的掺杂剂掺杂所述衬垫绝缘层；在掺杂了所述掺杂剂之后，在所述衬垫绝缘层上形成半导体层以填充所述像素隔离沟槽；以及对所述半导体衬底执行热处理工艺。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述热处理工艺之后，所述衬垫绝缘层中的所述掺杂剂的浓度高于所述半导体层中的所述掺杂剂的浓度。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述热处理工艺之前，蚀刻所述半导体层使得所述半导体层的顶表面位于低于所述半导体衬底的顶表面的水平高度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述掺杂剂的所述掺杂包括执行等离子体掺杂工艺、波束线离子注入工艺或气相掺杂工艺。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述热处理工艺之后，所述半导体层中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度是所述半导体衬底中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度的8倍至9倍。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述像素隔离沟槽具有10:1至15:1的纵横比。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半导体层包括单个多晶硅层。8.一种制造图像传感器的方法，包括：形成第一导电类型的半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；在所述半导体衬底中靠近所述第一表面形成器件隔离层；形成像素隔离结构，所述像素隔离结构穿透所述器件隔离层和所述半导体衬底并且限定多个像素区域；在所述半导体衬底中并且分别在所述多个像素区域中形成多个第二导电类型的光电转换区域；以及在所述多个像素区域中的每个像素区域中，在所述半导体衬底的所述第一表面上形成像素栅电极和转移栅电极，其中，所述像素隔离结构的形成包括：将所述器件隔离层和所述半导体衬底图案化以形成像素隔离沟槽；在所述像素隔离沟槽的表面上沉积衬垫绝缘层；用所述第一导电类型的掺杂剂掺杂所述衬垫绝缘层；在形成掺杂有所述掺杂剂的所述衬垫绝缘层之后，形成未掺杂的多晶硅层以填充所述像素隔离沟槽；蚀刻所述多晶硅层以形成多晶硅图案，所述多晶硅图案具有位于低于所述半导体衬底的所述第一表面的水平高度的顶表面；以及对所述半导体衬底执行热处理工艺。9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述热处理工艺之后，所述衬垫绝缘层中的所
述掺杂剂的浓度高于所述多晶硅图案中的所述掺杂剂的浓度。10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述热处理工艺之后，所述多晶硅图案中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度是所述半导体衬底中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度的8倍至9倍。11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述像素隔离结构的形成还包括在所述热处理工艺之后，在所述多晶硅图案上形成间隙填充绝缘图案，并且所述间隙填充绝缘图案的顶表面与所述器件隔离层的顶表面共面。12.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述半导体衬底的所述第二表面上形成平坦化绝缘层，其中，所述平坦化绝缘层与所述衬垫绝缘层的底表面和所述多晶硅图案的底表面接触。13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在所述平坦化绝缘层上对应于所述像素区域形成滤色器；以及在所述滤色器上形成微透镜。14.根据权利要求8所述的方法，还包括形成耦接到所述多晶硅图案的一部分的背面接触插塞。15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述像素隔离沟槽包括在第一方向上延伸的多个第一区域，以及在与所述第一方向交叉的第二方向上延伸并且与所述第一区域交叉的多个第二区域，并且所述多晶硅图案在所述第一方向和所述第二方向上都连续地延伸。16.一种图像传感器，包括：第一导电类型的半导体衬底；以及像素隔离结构，所述像素隔离结构位于所述半导体衬底中以限定多个像素区域，其中，所述像素隔离结构包括：垂直地穿透所述半导体衬底的半导体图案；以及介于所述半导体图案与所述半导体衬底之间的衬垫绝缘图案，其中，所述半导体图案和所述衬垫绝缘图案包括所述第一导电类型的掺杂剂，并且其中，所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度在所述衬垫绝缘图案中比在所述半导体图案中高。17.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述半导体图案包括单个多晶硅层。18.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述半导体图案中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度是所述半导体衬底中的所述第一导电类型的所述掺杂剂的浓度的8倍至9倍。19.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述半导体衬底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且所述半导体图案中的所述掺杂剂的浓度在从所述半导体衬底的所述第一表面朝向所述第二表面的方向上减小。20.根据权利要求16所述的图像传感器，其中，所述像素隔离结构还包括间隙填充绝缘图案，所述间隙填充绝缘图案设置在所述半导体图案上并且具有与所述半导体衬底的所述
第一表面位于相同水平高度的顶表面。

技术总结
提供了一种图像传感器及其制造方法。制造图像传感器的方法包括：形成第一导电类型的半导体衬底；在所述半导体衬底中形成像素隔离沟槽以限定像素区域；在所述像素隔离沟槽中形成衬垫绝缘层；用所述第一导电类型的掺杂剂掺杂所述衬垫绝缘层；在掺杂所述掺杂剂之后，在所述衬垫绝缘层上形成半导体层以填充所述像素隔离沟槽；以及对所述半导体衬底执行热处理工艺。艺。艺。


技术研发人员：李允基 朴钟勋 金范锡 金廷玹 俞铉根 郑允智
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2023/2/17