图像传感器及其形成方法技术

技术编号:18946239 阅读:43 留言:0更新日期:2018-09-15 12:18
一种图像传感器及其形成方法,所述图像传感器的形成方法包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底的表面具有第一介质层;刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层内形成网格状的格栅沟槽;在所述格栅沟槽内填充格栅材料,以形成网格状的格栅;在所述第一介质层的表面形成衬垫,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。本发明专利技术方案可以减少光刻工艺的数量,有效地降低制造成本。

Image sensor and its forming method

An image sensor and a forming method thereof include: providing a semiconductor substrate with a first dielectric layer on the surface of the semiconductor substrate; etching the first dielectric layer to form a grid groove in the first dielectric layer; and filling the grid material in the grid groove. Material to form a grid; a pad is formed on the surface of the first dielectric layer, a part of which covers a part of the grid so that the pad is electrically connected to the grid. The invention can reduce the number of photolithography process and effectively reduce the manufacturing cost.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
,尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
技术介绍
图像传感器(ImageSensors,IS)是摄像设备的核心部件,通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。以CMOS图像传感器(CMOSImageSensors,CIS)器件为例,由于其具有低功耗和高信噪比的优点,因此在各种领域内得到了广泛应用。以后照式(Back-sideIllumination,BSI)CIS为例,在现有的制造工艺中,先在半导体衬底内形成逻辑器件、像素器件以及金属互连结构,然后采用承载晶圆与所述半导体衬底的正面键合,进而在半导体衬底的背面形成CIS的后续工艺,例如在所述像素器件的半导体衬底背面形成穿通孔(ThroughSiliconVia,TSV)、网格状的格栅(Grid),在所述格栅之间的网格内形成滤镜(ColorFilter)、微透镜结构(Microlens)等。然而,在现有技术中,自形成穿通孔之后,需要采用多道光刻工艺形成网格状的格栅,制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法,可以减少光刻工艺的数量,有效地降低制造成本。为解决上述技术问题,本专利技术实施例提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底的表面具有第一介质层;刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层内形成网格状的格栅沟槽;在所述格栅沟槽内填充格栅材料,以形成网格状的格栅;在所述第一介质层的表面形成衬垫,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。可选的,所述图像传感器的形成方法还包括:形成第二介质层,所述第二介质层覆盖所述衬垫、第一介质层以及格栅;刻蚀所述第二介质层以及所述第一介质层,以在所述衬垫上方的第二介质层内形成衬垫开口,以及在所述格栅之间的第一介质层和第二介质层内形成滤镜开口,所述衬垫开口的底部暴露所述衬垫。可选的,所述滤镜开口的宽度小于相邻的格栅之间的距离。可选的,在所述第一介质层的表面形成衬垫包括:形成衬垫层,所述衬垫层覆盖所述第一介质层;刻蚀所述衬垫层,以在所述第一介质层的表面形成所述衬垫。可选的,在刻蚀所述第一介质层之前,所述图像传感器的形成方法还包括:刻蚀所述第一介质层和半导体衬底以形成穿通孔,所述穿通孔贯穿所述半导体衬底以及所述第一介质层。为解决上述技术问题,本专利技术实施例提供一种图像传感器,包括:半导体衬底;第一介质层,位于所述半导体衬底的表面;网格状的格栅沟槽,位于所述第一介质层内;网格状的格栅,位于所述格栅沟槽内;衬垫,位于所述第一介质层的表面,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。可选的,所述图像传感器还包括:第二介质层,覆盖所述衬垫、第一介质层以及格栅;衬垫开口,位于所述衬垫上方的第二介质层内;滤镜开口,位于所述格栅之间的第一介质层和第二介质层内,且所述衬垫开口的底部暴露所述衬垫。可选的,所述滤镜开口的宽度小于相邻的格栅之间的宽度。可选的,所述滤镜开口的底面与所述格栅沟槽的底面齐平。可选的,所述图像传感器还包括:穿通孔,所述穿通孔贯穿所述半导体衬底以及所述第一介质层。与现有技术相比,本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果:在本专利技术实施例中,提供半导体衬底,所述半导体衬底的表面具有第一介质层;刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层内形成网格状的格栅沟槽;在所述格栅沟槽内填充格栅材料,以形成网格状的格栅;在所述第一介质层的表面形成衬垫,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。采用上述方案,可以采用第一道光刻工艺刻蚀第一介质层以形成网格状的格栅沟槽,进而形成网格状的格栅,再采用第二道光刻工艺刻蚀衬垫层以形成衬垫,因而最少仅需要采用两道光刻工艺。而在现有技术中,在形成第二介质层后,先采用第一道光刻工艺形成衬垫,再采用第二道光刻工艺形成格栅区域开口,再采用第三道光刻工艺形成第一衬垫开口,再采用第四道光刻工艺形成格栅以及滤镜开口,至少需要采用四道光刻工艺。由上,采用本专利技术实施例的方案,可以减少光刻工艺的数量,有效地降低制造成本。进一步,以第三掩膜层为掩膜,刻蚀所述第二介质层以及所述第一介质层,以在所述衬垫上方的第二介质层内形成衬垫开口,以及在所述格栅之间的第一介质层和第二介质层内形成滤镜开口,所述衬垫开口的底部暴露所述衬垫。在本专利技术实施例中,最少可以通过三道光刻工艺形成格栅、衬垫开口以及滤镜开口。而在现有技术中,至少需要采用五道光刻工艺形成第二衬垫开口、格栅以及滤镜开口。采用本专利技术实施例的方案,对于掩膜层的利用率更高,有效地提高生产效率,降低制造成本。进一步,设置所述滤镜开口的宽度小于相邻的格栅之间的宽度,可以使形成滤镜开口后,所述格栅的周围保留有所述第一介质层的一部分,从而在后续工艺中对格栅进行保护。相比于现有技术中需要额外添加钝化层对格栅进行保护,本专利技术实施例的方案可以减少使用钝化层原材料,进一步有效地提高生产效率,降低制造成本。附图说明图1至图9是现有技术中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图;图10是本专利技术实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图;图11至图17是本专利技术实施例中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。具体实施方式在现有技术中,自形成穿通孔之后,需要采用多道光刻工艺形成网格状的格栅,制造成本较高。图1至图9是现有技术中一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。参照图1,提供半导体衬底100,所述半导体衬底100的表面具有第一介质层111,刻蚀所述第一介质层111和半导体衬底100以形成穿通孔102,所述穿通孔102贯穿所述半导体衬底100以及所述第一介质层111。在具体实施中,所述第一介质层111的材料可以选自:氧化硅、氮化硅。需要指出的是,在形成穿通孔102的过程中,还需要采用一道光刻工艺,也即还需要一张掩膜版(Mask),并根据所述掩膜版形成一层掩膜层(PhotoResist,PR)。参照图2,在所述第一介质层111的表面形成衬垫层130,在所述衬垫层130的表面形成第一掩膜层121。具体地,所述第一掩膜层121可以用于在后续工艺中形成衬垫(Pad)。参照图3,根据所述第一掩膜层121,刻蚀所述衬垫层130,以在所述第一介质层111的表面形成所述衬垫131。在具体实施中,所述衬垫的材料可以为金属铝(Al),以形成铝衬垫(AlPad)。参照图4,在所述衬垫131以及所述第一介质层111的表面形成第二介质层112,形成第二掩膜层122。在具体实施中,所述第二介质层112的材料可以选自:氧化硅、氮化硅。具体地,所述第二掩膜层122可以用于在后续工艺中形成格栅区域开口。参照图5,以所述第二掩膜层122为掩膜,去除所述第二介质层112以及去除所述第一介质层111的一部分,以形成格栅区域开口141。需要指出的是,所述格栅区域开口141的位置需要根据具体设计需求确定,通常位于像素器件区域。参照图6,形成第三掩膜层123,根据所述第三掩膜层123刻蚀所述衬垫131表面的第二介质层112,以在所述衬垫131的表面形成第一衬垫开口151。参照图7,形成金属层132,所述金属层132覆盖所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底的表面具有第一介质层;刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层内形成网格状的格栅沟槽;在所述格栅沟槽内填充格栅材料,以形成网格状的格栅;在所述第一介质层的表面形成衬垫,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底的表面具有第一介质层;刻蚀所述第一介质层,以在所述第一介质层内形成网格状的格栅沟槽;在所述格栅沟槽内填充格栅材料,以形成网格状的格栅;在所述第一介质层的表面形成衬垫,所述衬垫的一部分覆盖所述格栅的一部分,以使所述衬垫与所述格栅电连接。2.根据权利要求1所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,还包括:形成第二介质层,所述第二介质层覆盖所述衬垫、第一介质层以及格栅;刻蚀所述第二介质层以及所述第一介质层,以在所述衬垫上方的第二介质层内形成衬垫开口,以及在所述格栅之间的第一介质层和第二介质层内形成滤镜开口,所述衬垫开口的底部暴露所述衬垫。3.根据权利要求2所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述滤镜开口的宽度小于相邻的格栅之间的距离。4.根据权利要求2所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在所述第一介质层的表面形成衬垫包括:形成衬垫层,所述衬垫层覆盖所述第一介质层;刻蚀所述衬垫层,以在所述第一介质层的表面形成所述衬垫。5.根据权利要求1所述的图像传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员:高俊九李志伟黄仁德
申请(专利权)人:德淮半导体有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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