制造背照式图像传感器的方法技术

本公开涉及一种制造背照式图像传感器的方法。所述方法包括：在半导体基底上形成二氧化硅层；在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成第一电介质层；在所述二氧化硅层中形成沟槽；以及沉积第一金属材料，从而填充所述沟槽以及所述通孔，其中填充到所述沟槽中的第一金属材料构成遮光件，所述遮光件用于防止背照式图像传感器的相邻像素间的光线串扰，填充到所述通孔中的第一金属材料与所述背照式图像传感器的布线层电连接。

【技术实现步骤摘要】
制造背照式图像传感器的方法
本公开涉及一种制造背照式图像传感器的方法。
技术介绍
随着图像传感器技术的发展，背照式CMOS图像传感器逐渐被广泛采用。同前照式CMOS图像传感器相比，背照式图像传感器中的光电二极管可以接收到更多的光线，使CMOS具有更高灵敏度和信噪比。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供了一种制造背照式图像传感器的方法。所述方法包括：在半导体基底上形成二氧化硅层；在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成第一电介质层；在所述二氧化硅层中形成沟槽；以及沉积第一金属材料，从而填充所述沟槽以及所述通孔，其中填充到所述沟槽中的第一金属材料构成遮光件，所述遮光件用于防止背照式图像传感器的相邻像素间的光线串扰，填充到所述通孔中的第一金属材料与所述背照式图像传感器的布线层电连接。在根据本公开的一些实施例中，所述方法还包括：在所述通孔上形成电极，包括：以所述二氧化硅层为停止层，对所述第一金属材料进行化学机械平坦化；沉积第二金属材料；以及选择性地去除所述第二金属材料，从而形成所述电极。在根据本公开的一些实施例中，所述方法还包括：形成第二电介质层，从而覆盖所述电极以及所述遮光件；以及选择性地去除所述第二电介质层以及所述遮光件之间的二氧化硅层，使得所述电极的至少一部分以及所述遮光件之间的半导体基底暴露出来。在根据本公开的一些实施例中，所述遮光件的侧壁上保留有二氧化硅。在根据本公开的一些实施例中，在所述二氧化硅层中形成沟槽的步骤中，在所述沟槽的底部保留有二氧化硅层，使得所述遮光件与所述半导体基底绝缘。在根据本公开的一些实施例中，在所述二氧化硅层中形成沟槽的步骤之后，执行在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔的步骤。在根据本公开的一些实施例中，在所述二氧化硅层表面和所述通孔的侧壁上形成第一电介质层的步骤包括：沉积第一电介质层；以及去除所述沟槽底部的第一电介质层。在根据本公开的一些实施例中，所述第一电介质层由氮化硅形成。在根据本公开的一些实施例中，所述第一金属材料包括钨、铝、金、银、铂。在根据本公开的一些实施例中，所述第二金属材料包括铝、铜、金、银、铂。在根据本公开的一些实施例中，所述第二电介质层由氧化硅或氮化硅形成。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示意性地示出了背照式CMOS图像传感器的结构。图2示出了根据本公开的一个实施例的制造背照式CMOS图像传感器的方法的流程图。图3A-图3N示出了根据本公开的实施例的制造背照式CMOS图像传感器的过程。图4A-图4F示出了根据本公开的另一个实施例的制造背照式CMOS图像传感器的过程。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1示出了一种背照式CMOS图像传感器的结构。如图1所示，该背照式CMOS图像传感器包括基底101、多个布线层103、位于布线层103之间的电介质层102、通孔(ThroughSiliconVia,TSV)105、电极109以及半导体层104。其中，电极109可以通过通孔105电连接到布线层103。在半导体层104中具有多个光电二极管106，用于感测入射光并根据入射光产生光电流。在每个光电二极管106上方布置有滤光片107和微透镜108。微透镜108可以汇聚入射光，使得更多的光入射到光电二极管106中。滤光片107使指定颜色的入射光透射。例如，绿色滤光片仅使入射光中的绿色分量透射，蓝色滤光片仅使入射光中的蓝色分量透射，红色滤光片仅使入射光中的红色分量透射。这样，布置在各个颜色滤光片下面的光电二极管可以感测入射光的对应分量。此外，为了减小或避免入射光的不同颜色的分量入射到相邻的光电二极管中(即所谓的串扰)，通常还设置有遮光件110。如图1所示，遮光件110通常由金属材料构成，可以对入射到其上的光进行反射，阻止入射光进入到相邻像素中，从而有效避免串扰现象的发生。在根据本公开的一些实施例中，提供了一种制造背照式CMOS图像传感器的方法。图2示出了根据本公开的一个实施例的制造背照式CMOS图像传感器的方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：在半导体基底上形成二氧化硅层(步骤201)；在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔(步骤202)；在所述通孔的侧壁上形成第一电介质层(步骤203)；在所述二氧化硅层中形成沟槽(步骤204)；以及沉积第一金属材料，从而填充所述沟槽以及所述通孔(步骤205)，其中填充到所述沟槽中的第一金属材料构成遮光件，所述遮光件用于防止背照式图像传感器的相邻像素间的光线串扰，填充到所述通孔中的第一金属材料与所述背照式图像传感器的布线层电连接。下面将结合图3A-图3L详细描述根据本公开的一个实施例制造背照式CMOS图像传感器的过程。如图3A所示，在半导体基底1上形成二氧化硅层2(步骤201)。在半导体基底1中，已经形成有用于感测入射光的光电二极管(未示出)等各种结构。二氧化硅层2可以通过沉积或热氧化的方式形成。例如，可以通过化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、溅射等方式形成二氧化硅层2。此外，在半导体基底1是硅基底的情况下，还可以采用热氧化的方式，使得硅基底表面的硅被氧化，从而形成一层二氧化硅。接下来，如图3B所示，在二氧化硅层2上涂覆一层光刻胶3。通过曝光、显影等过程形成图案化的光刻胶，使得二氧化硅层2的预定区域被暴露出来。以图案化的光刻胶为掩膜，对二氧化硅层2和半导体基底1进行刻蚀，从而形成通孔(步骤202)。然后去除光刻胶3。如图3C所示，通孔4贯穿二氧化硅层2和半导体基底1。通孔4也被称为TSV。对于背照式CMOS图像传感器，经常通过TSV把布线层(例如图1所示的布线层103)与二氧化硅层层2上的电极(将在后面描述)电连接。接下来，如图3D所示，在通孔4的侧壁上沉积第一电介质层5(步骤203)。例如，第一电介质可以为SiN或SiO2。在根据本公开的一个实施例的沉积第一电介质层5的过程中，第一电介质层5将覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造背照式图像传感器的方法，其特征在于，所述方法包括：在半导体基底上形成二氧化硅层；在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成第一电介质层；在所述二氧化硅层中形成沟槽；以及沉积第一金属材料，从而填充所述沟槽以及所述通孔，其中填充到所述沟槽中的第一金属材料构成遮光件，所述遮光件用于防止背照式图像传感器的相邻像素间的光线串扰，填充到所述通孔中的第一金属材料与所述背照式图像传感器的布线层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种制造背照式图像传感器的方法，其特征在于，所述方法包括：在半导体基底上形成二氧化硅层；在所述半导体基底以及二氧化硅层中形成通孔；在所述通孔的侧壁上形成第一电介质层；在所述二氧化硅层中形成沟槽；以及沉积第一金属材料，从而填充所述沟槽以及所述通孔，其中填充到所述沟槽中的第一金属材料构成遮光件，所述遮光件用于防止背照式图像传感器的相邻像素间的光线串扰，填充到所述通孔中的第一金属材料与所述背照式图像传感器的布线层电连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述通孔上形成电极，包括：以所述二氧化硅层为停止层，对所述第一金属材料进行化学机械平坦化；沉积第二金属材料；以及选择性地去除所述第二金属材料，从而形成所述电极。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：形成第二电介质层，从而覆盖所述电极以及所述遮光件；以及选择性地去除所述第二电介质层以及所述遮光件之间的二氧化硅层，使得所述电极的至少一部分以...

【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