一种背照式图像传感器及其制造方法和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种背照式图像传感器及其制造方法和电子装置。所述方法包括：提供包括像素区的第一晶圆，所述第一晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；提供第二晶圆并将所述第二晶圆与所述第一晶圆的第一表面相接合；在与所述像素区相对的所述第二表面中形成若干间隔的深沟槽；在所述深沟槽的表面形成隔离层；形成填充所述深沟槽的导电材料层，以与所述隔离层和所述第一晶圆形成电容器。在所述方法中在所述第一晶圆的背面形成深沟槽，并在所述深沟槽中形成导电材料层，通过所述设置可以降低串扰和暗电流。

A back illuminated image sensor and its manufacturing method and electronic device

The invention relates to a backlighting image sensor and a manufacturing method and an electronic device thereof. The method includes: providing a first wafer including a pixel area, which includes a relative first surface and a second surface, provides a second wafer and joins the second wafer with the first surface of the first wafer, and forms a number of deep trenches in the second surface relative to the pixel area. A slot is formed on the surface of the deep groove; a conductive material layer is formed to fill the deep groove to form a capacitor with the isolation layer and the first wafer. In the method, a deep groove is formed on the back of the first wafer, and a conductive material layer is formed in the deep groove, and the crosstalk and the dark current can be reduced by the setting.

【技术实现步骤摘要】
一种背照式图像传感器及其制造方法和电子装置
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种背照式图像传感器及其制造方法和电子装置。
技术介绍
通常，图像传感器是将光学图像转换成电信号的背照式图像传感器。图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。由于CMOS图像传感器(CMOSimagesensor，CIS)具有改善的制造技术和特性，因此半导体制造技术各方面都集中于开发CMOS图像传感器。CMOS图像传感器利用CMOS技术制造，并且具有较低功耗，更容易实现高度集成，制造出尺寸更小的器件，因此，CMOS图像传感器广泛的应用于各种产品，例如数字照相机和数字摄像机等。在多功能的电子设备中背照式图像传感器(BacksideilluminationCMOSimagesensor，BSICIS)得到广泛的应用，其中所述BSICIS器件的制造工艺中通常使用熔融键合(Fusionbonding)方法将器件晶圆(devicewafer)与支撑晶圆(carrierwafer)接合在一起。随着像素尺寸的缩小，噪声例如串扰将会增加。为了更好地图像质量，串扰问题需要被改进。目前器件中存在三种串扰：光谱串扰(spectralcrosstalk)、光学串扰(opticalcrosstalk)和电串扰(electricalcrosstalk)。其中，光谱串扰(spectralcrosstalk)是由滤色镜(colorfilter，CF)的未对准引起的。所述光学串扰(opticalcrosstalk)是由光子穿透到邻近的光电二极管导致的。电串扰(electricalcrosstalk)是由电子漂移至错误的像素区引起的。光谱串扰(spectralcrosstalk)和光学串扰(opticalcrosstalk)可以通过将滤色镜嵌入到金属层网格结构中解决。深沟槽隔离(Deeptrenchisolation，DTI)结构可以抑制光学串扰(opticalcrosstalk)和电串扰(electricalcrosstalk)，但随着硅衬底厚度的增加，光电二极管通过单独的离子注入隔离难以实现。因此，背面深沟槽隔离(Deeptrenchisolation，DTI)结构可以有效的增强像素隔离。对于背照式图像传感器，背面结构没有深沟槽隔离(Deeptrenchisolation，DTI)结构是可以接受，但是背照式图像传感器在像素区域和逻辑区域受到Si/ARC/绝缘层/背面钝化层等结构的限制。因此，为解决现有技术中的上述技术问题，有必要提出一种新的背照式图像传感器及其制造方法和电子装置。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为了克服目前存在的问题，本专利技术实施例提供了一种背照式图像传感器的制造方法，所述方法包括：提供包括像素区的第一晶圆，所述第一晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；提供第二晶圆并将所述第二晶圆与所述第一晶圆的第一表面相接合；在与所述像素区相对的所述第二表面中形成若干间隔的深沟槽；在所述深沟槽的表面形成隔离层；形成填充所述深沟槽的导电材料层，以与所述隔离层和所述第一晶圆形成电容器。可选地，所述隔离层包括衬垫层和位于所述衬垫层上方的绝缘层。可选地，所述绝缘层的厚度小于所述深沟槽深度的一半。可选地，所述第一晶圆包括衬底，所述深沟槽形成于所述衬底中，所述深沟槽的深度至少大于所述衬底厚度的一半，所述深沟槽的深宽比至少大于4。可选地，所述导电材料层使用金属材料，以形成金属网格结构，所述金属网格结构包括主体层和间隔设置于所述主体层中的若干网格开口，所述网格开口露出所述隔离层。可选地，其中所述金属网格结构的所述网格开口中嵌入有滤色镜。可选地，所述第一晶圆至少还包括位于所述像素区一侧的逻辑区，在所述逻辑区中形成有嵌入介电层中的金属互连层和焊盘层。可选地，所述第一晶圆包括衬底，所述深沟槽形成于所述衬底中，在所述衬底表面和所述深沟槽中形成所述隔离层之后、填充所述深沟槽之前所述方法还包括：图案化与所述逻辑区相对的所述衬底和所述衬底上的所述隔离层，以形成开口并露出所述介电层；在所述隔离层上和所述开口的表面形成绝缘层；图案化所述开口中的所述绝缘层和所述介电层，以形成凹槽并露出所述金属互连层；在所述绝缘层上形成所述导电材料层，以覆盖所述隔离层，同时填充所述深沟槽和所述凹槽，以与所述金属互连层形成连接。可选地，形成所述开口的方法包括：在所述衬底和所述隔离层上形成光刻胶层；对所述光刻胶层图案化，以去除所述逻辑区上方的所述光刻胶层；对所述第一晶圆、所述第二晶圆和所述光刻胶层进行烘焙；将烘焙后的所述第一晶圆上的所述衬底进行蚀刻，以形成所述开口。可选地，所述烘焙的温度为150摄氏度至240摄氏度，所述烘焙时间为60秒至300秒。可选地，所述开口的侧壁倾斜角度小于50°，所述开口的宽度大于50μm。可选地，形成所述导电材料层之后，所述方法还包括：在所述导电材料层上形成图案化的掩膜层；以所述掩膜层为掩膜蚀刻所述导电材料层，以在所述像素区上方形成所述金属网格结构，同时去除所述金属互连层外侧的所述绝缘层上方的所述导电材料层，以露出所述绝缘层。可选地，露出所述绝缘层之后所述方法还包括：图案化所述逻辑区中所述焊盘层上方的所述绝缘层和所述介电层，以形成焊盘开口并露出所述焊盘层。可选地，所述第一晶圆为器件晶圆，所述第二晶圆为支撑晶圆。本专利技术还提供了一种背照式图像传感器，所述背照式图像传感器包括：包括像素区的第一晶圆，所述第一晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；第二晶圆，所述第二晶圆与所述第一晶圆的第一表面相接合；若干深沟槽，间隔的位于所述第一晶圆的第二表面，并且所述深沟槽位于所述像素区的上方；隔离层，位于所述深沟槽的表面上；导电材料层，填充于所述深沟槽中。可选地，在所述第一晶圆上至少形成有衬底，所述深沟槽形成于所述衬底中，所述深沟槽的深度至少大于所述衬底厚度的一半，所述深沟槽的深宽比至少大于4。可选地，所述隔离层包括衬垫层和位于所述衬垫层上方的绝缘层。可选地，所述绝缘层的厚度小于所述深沟槽深度的一半。可选地，所述导电材料层使用金属材料，以形成金属网格结构，所述金属网格结构包括主体层和间隔设置于所述主体层中的若干网格开口，所述网格开口露出所述隔离层。可选地，所述背照式图像传感器还包括：滤色镜，所述滤色镜内嵌设置于所述的所述金属网格结构的所述网格开口中。可选地，所述第一晶圆至少还包括位于所述像素区一侧的逻辑区，在所述逻辑区中形成有嵌入介电层中的金属互连层和焊盘层。可选地，在所述逻辑区中形成有穿过所述介电层部分厚度的开口，在所述开口的表面形成有绝缘层和位于所述绝缘层上方的金属层，所述金属层与所述金属互连层连接。可选地，所述开口的侧壁倾斜角度小于50°，所述开口的宽度大于50μm。可选地，在所述逻辑区中的所述介电层中形成有焊盘开口，所述焊盘开口露出所述焊盘层。本专利技术还提供了一种电子装置，所述电子装置包括上述的背照式图像传感器。综上所述，本专利技术为了解决目前工艺中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背照式图像传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供包括像素区的第一晶圆，所述第一晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；提供第二晶圆并将所述第二晶圆与所述第一晶圆的第一表面相接合；在与所述像素区相对的所述第二表面中形成若干间隔的深沟槽；在所述深沟槽的表面形成隔离层；形成填充所述深沟槽的导电材料层，以与所述隔离层和所述第一晶圆形成电容器。

【技术特征摘要】
1.一种背照式图像传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：提供包括像素区的第一晶圆，所述第一晶圆包括相对设置的第一表面和第二表面；提供第二晶圆并将所述第二晶圆与所述第一晶圆的第一表面相接合；在与所述像素区相对的所述第二表面中形成若干间隔的深沟槽；在所述深沟槽的表面形成隔离层；形成填充所述深沟槽的导电材料层，以与所述隔离层和所述第一晶圆形成电容器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔离层包括衬垫层和位于所述衬垫层上方的绝缘层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的厚度小于所述深沟槽深度的一半。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一晶圆包括衬底，所述深沟槽形成于所述衬底中，所述深沟槽的深度至少大于所述衬底厚度的一半，所述深沟槽的深宽比至少大于4。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导电材料层使用金属材料，以形成金属网格结构，所述金属网格结构包括主体层和间隔设置于所述主体层中的若干网格开口，所述网格开口露出所述隔离层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中所述金属网格结构的所述网格开口中嵌入有滤色镜。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一晶圆至少还包括位于所述像素区一侧的逻辑区，在所述逻辑区中形成有嵌入介电层中的金属互连层和焊盘层。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一晶圆包括衬底，所述深沟槽形成于所述衬底中，在所述衬底表面和所述深沟槽中形成所述隔离层之后、填充所述深沟槽之前所述方法还包括：图案化与所述逻辑区相对的所述衬底和所述衬底上的所述隔离层，以形成开口并露出所述介电层；在所述隔离层上和所述开口的表面形成绝缘层；图案化所述开口中的所述绝缘层和所述介电层，以形成凹槽并露出所述金属互连层；在所述绝缘层上形成所述导电材料层，以覆盖所述隔离层，同时填充所述深沟槽和所述凹槽，以与所述金属互连层形成连接。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述开口的方法包括：在所述衬底和所述隔离层上形成光刻胶层；对所述光刻胶层图案化，以去除所述逻辑区上方的所述光刻胶层；对所述第一晶圆、所述第二晶圆和所述光刻胶层进行烘焙；将烘焙后的所述第一晶圆上的所述衬底进行蚀刻，以形成所述开口。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述烘焙的温度为150摄氏度至240摄氏度，所述烘焙时间为60秒至300秒。11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述开口的侧壁倾斜角度小于50°，所述开口的宽度大于50μm。12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，形成所述导电材料层之后，所述方法还包括：在所述导电材料层上形成图案化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚国峰，陆珏，张海芳，刘煊杰，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31