本申請涉及半導(dǎo)體，特別是涉及一種圖像傳感器及其制備方法、電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，背照式圖像傳感器（backside?illumination，bsi）由于其光線利用率高，在低照度環(huán)境下成像質(zhì)量好而被廣泛應(yīng)用。

2、在傳統(tǒng)的bsi工藝制程中，通常會選擇在隔離結(jié)構(gòu)沉積多層高介電常數(shù)材料，以形成性能更好的隔離結(jié)構(gòu)。但在沉積高介電常數(shù)材料的過程中，由于不同的高介電常數(shù)材料之間的界面機(jī)械性能差，容易導(dǎo)致后沉積的高介電常數(shù)材料聚集在溝槽結(jié)構(gòu)底部，影響器件性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種可以避免高介電常數(shù)材料在隔離結(jié)構(gòu)底部聚集的圖像傳感器及其制備方法、電子設(shè)備。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N圖像傳感器，包括襯底、多個隔離結(jié)構(gòu)以及多個光電二極管，所述隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在所述襯底內(nèi)，所述光電二極管設(shè)置在相鄰的所述隔離結(jié)構(gòu)之間，所述隔離結(jié)構(gòu)包括：

3、第一隔離層，位于所述襯底內(nèi)；

4、第一高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于所述第一隔離層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)；

5、反射層，位于所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述第一隔離層的一側(cè)；

6、第二高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于所述反射層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的一側(cè)；

7、其中，所述反射層至少與所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層或者第二高介電常數(shù)介質(zhì)層中的一個具有相同的元素。

8、在其中一個實(shí)施例中，所述反射層分別與所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層具有相同的金屬元素。

9、在其中一個實(shí)施例中，所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層包括氧化鋁、氧化鉭或者氧化鉿中的至少一種，所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層包括氧化鋁、氧化鉭或者氧化鉿中的至少一種，所述反射層包括鋁鉭化合物、鋁鉿化合物或者鉭鉿化合物中的至少一種。

10、在其中一個實(shí)施例中，所述隔離結(jié)構(gòu)還包括：

11、第二隔離層，設(shè)置在所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述反射層的一側(cè)。

12、在其中一個實(shí)施例中，所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為40?-100?，所述反射層的厚度為10?-60?，所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為450?-560?。

13、第二方面，本申請還提供了一種圖像傳感器的制備方法，包括：

14、提供襯底，所述襯底內(nèi)設(shè)置有多個間隔分布的溝槽；

15、于所述溝槽的側(cè)壁和底部形成第一隔離材料層；

16、于所述第一隔離材料層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)形成第一高介電常數(shù)材料層；

17、于所述第一高介電常數(shù)材料層遠(yuǎn)離所述第一隔離材料層的一側(cè)形成反射材料層；

18、于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)形成第二高介電常數(shù)材料層；其中，所述反射材料層至少與所述第一高介電常數(shù)材料層或者第二高介電常數(shù)材料層中的一個具有相同的元素；

19、去除位于所述溝槽之外的所述第一隔離材料層、所述第一高介電常數(shù)材料層、所述反射材料層和所述第二高介電常數(shù)材料層，形成第一隔離層、第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、反射層和第二高介電常數(shù)介質(zhì)層；所述第一隔離層、所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、所述反射層和所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層構(gòu)成隔離結(jié)構(gòu)；

20、于相鄰的所述隔離結(jié)構(gòu)之間形成光電二極管。

21、在其中一個實(shí)施例中，所述于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)形成第二高介電常數(shù)材料層，包括：

22、通過沉積工藝，于所述反射層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)沉積第二高介電常數(shù)材料形成所述第二高介電常數(shù)材料層。

23、在其中一個實(shí)施例中，所述于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)形成第二高介電常數(shù)材料層，包括：

24、于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)沉積金屬材料；

25、對所得結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱處理，將所述金屬材料的至少部分氧化為金屬氧化物，形成所述第二高介電常數(shù)材料層。

26、第三方面，本申請?zhí)峁┝肆硪环N圖像傳感器，包括襯底、多個隔離結(jié)構(gòu)、多個光電二極管以及多個隔離柵格，所述隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在所述襯底內(nèi)，所述光電二極管設(shè)置在相鄰的所述隔離結(jié)構(gòu)之間，所述隔離柵格設(shè)置在所述襯底上，且與所述隔離結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置，所述隔離柵格包括：

27、第一高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于所述襯底上；

28、反射層，位于所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)；

29、第二高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于所述反射層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的一側(cè)；

30、其中，所述反射層至少與所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層或者第二高介電常數(shù)介質(zhì)層中的一個具有相同的元素。

31、第四方面，本申請還提供了一種電子設(shè)備，其包括上述任一實(shí)施例提供的圖像傳感器。

32、本申請意想不到的效果是：圖像傳感器包括襯底、隔離結(jié)構(gòu)以及多個光電二極管，隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在襯底內(nèi)，光電二極管設(shè)置在相鄰的隔離結(jié)構(gòu)之間。隔離結(jié)構(gòu)包括第一隔離層、第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、反射層和第二高介電常數(shù)介質(zhì)層，其中，第一隔離層位于襯底內(nèi)，第一隔離層可避免后續(xù)的形成的第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、反射層和第二高介電常數(shù)介質(zhì)層被擊穿，第一高介電常數(shù)介質(zhì)層位于第一隔離層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)，反射層位于第一高介電常數(shù)介質(zhì)層遠(yuǎn)離第一隔離層的一側(cè)，第二高介電常數(shù)介質(zhì)層位于反射層遠(yuǎn)離第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的一側(cè)。由于反射層至少與第一高介電常數(shù)介質(zhì)層或者第二高介電常數(shù)介質(zhì)層中的一個具有相同的元素，使得反射層與第一高介電常數(shù)介質(zhì)層具有較高的結(jié)合力或者反射層與第二高介電常數(shù)介質(zhì)層具有較高的結(jié)合力，從而可以避免高介電常數(shù)材料聚集在隔離結(jié)構(gòu)底部的情況發(fā)生，提高了隔離結(jié)構(gòu)側(cè)壁的均勻性，從而提高了反射效率。另外，由于增加的反射層本身就具有較高的反射率，可以進(jìn)一步提高隔離結(jié)構(gòu)的反射效率，避免光電二極管之間發(fā)生串?dāng)_，提高了產(chǎn)品性能。

技術(shù)特征：

1.一種圖像傳感器，其特征在于，包括襯底、多個隔離結(jié)構(gòu)以及多個光電二極管，所述隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在所述襯底內(nèi)，所述光電二極管設(shè)置在相鄰的所述隔離結(jié)構(gòu)之間，所述隔離結(jié)構(gòu)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述反射層分別與所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層、所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層具有相同的金屬元素。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層包括氧化鋁、氧化鉭或者氧化鉿中的至少一種，所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層包括氧化鋁、氧化鉭或者氧化鉿中的至少一種，所述反射層包括鋁鉭化合物、鋁鉿化合物或者鉭鉿化合物中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其特征在于，所述第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為40?-100?，所述反射層的厚度為10?-60?，所述第二高介電常數(shù)介質(zhì)層的厚度為450?-560?。

6.一種圖像傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)形成第二高介電常數(shù)材料層，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述于所述反射材料層遠(yuǎn)離所述第一高介電常數(shù)材料層的一側(cè)形成第二高介電常數(shù)材料層，包括：

9.一種圖像傳感器，其特征在于，包括襯底、多個隔離結(jié)構(gòu)、多個光電二極管以及多個隔離柵格，所述隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在所述襯底內(nèi)，所述光電二極管設(shè)置在相鄰的所述隔離結(jié)構(gòu)之間，所述隔離柵格設(shè)置在所述襯底上，且與所述隔離結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置，所述隔離柵格包括：

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的圖像傳感器，或者，如權(quán)利要求9所述的圖像傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種圖像傳感器及其制備方法、電子設(shè)備，包括：包括襯底、多個隔離結(jié)構(gòu)以及多個光電二極管，隔離結(jié)構(gòu)間隔設(shè)置在襯底內(nèi)，光電二極管設(shè)置在相鄰的隔離結(jié)構(gòu)之間，隔離結(jié)構(gòu)包括：第一隔離層，位于襯底內(nèi)；第一高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于第一隔離層遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)；反射層，位于第一高介電常數(shù)介質(zhì)層遠(yuǎn)離第一隔離層的一側(cè)；第二高介電常數(shù)介質(zhì)層，位于反射層遠(yuǎn)離第一高介電常數(shù)介質(zhì)層的一側(cè)；其中，反射層至少與第一高介電常數(shù)介質(zhì)層或者第二高介電常數(shù)介質(zhì)層中的一個具有相同的元素。本申請的圖像傳感器可以避免第二高介電常數(shù)介質(zhì)層聚集在隔離結(jié)構(gòu)底部的情況發(fā)生，提高了隔離結(jié)構(gòu)側(cè)壁的均勻性，從而提高了反射效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李毅,王星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥晶合集成電路股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30