图像传感器及其形成方法技术

本发明专利技术提供了一种图像传感器及其形成方法，提供一逻辑基底，在所述逻辑基底中形成暴露金属互连层中顶层金属层的第一开口，并形成防串扰层填充所述第一开口，并与所述顶层金属层相连接。本发明专利技术所提供的图像传感器及其形成方法，将所述逻辑基底中器件产生的热量通过金属互连层中的顶层金属层高效地传导至面积较大，且在逻辑基底之上的防串扰层，从而获得了更好的传热及散热效率，避免了因逻辑基底因散热较差、温度过高而导致其逻辑电路的时延及功耗的上升。

【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领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法
技术介绍
传统的CMOS图像传感器为前照式。即，光线从入射面射入之后，通常先要经过片上透镜和彩色滤光片，接着再通过金属互连层，最后才可被光电二极管接收，从而导致部分光线被金属互连层阻挡和反射掉。而随着技术的发展，背照式(Back-illuminated)CMOS图像传感器应运而生，其将金属互连层置于光电二极管的下方，从而提高了光线利用率。在此基础上更产生了堆叠式(Stacked)传感器，堆叠式传感器将包括金属互连层在内的逻辑区域形成在一逻辑基底中，而像素区域形成在另一个基底，即像素基底中，从而使包括金属互连层在内的逻辑区域与像素区域能够分开进行加工，进一步节省了空间，增加了单位面积中能够植入的像素数量。虽然图像传感器在分辨率和像素方面都有较大的改进，但是在其散热性能方面仍存在不足，例如现有技术中背照式堆叠式图像传感器的逻辑电路所产生的热量，主要是通过金属互连层进行导热，但是由于金属互连层掩埋在逻辑基底中，其导热效率较低仍会导致逻辑电路温度较高，进而引发电路的功耗及延迟的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中图像传感器的导热效率较低的问题，基于此，本专利技术提供了一种图像传感器及其形成方法。本专利技术提供了一种图像传感器，包括：逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层，所述层间介质层中形成有第一开口，用于构成一第一连通口，并且部分所述金属互连层暴露在所述第一开口中；以及在所述层间介质层上形成有一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口并与所述金属互连层连接；以及，像素基底，通过一键合层键合在所述逻辑基底上，在所述像素基底上形成有光电二极管。优选的，所述防串扰层覆盖所述第一连通口的底部和侧壁，而未完全填充所述第一连通口，进而利用所述防串扰层在所述第一连通口的位置处界定出一第二连通口；以及，所述键合层形成在所述逻辑基底的所述防串扰层上并填充所述第二连通口。优选的，在所述层间介质层上还形成有一缓冲层，所述缓冲层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第二开口，所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。优选的，在所述层间介质层上还形成有一保护层，以及所述缓冲层形成在所述保护层上；并且，所述保护层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第三开口，所述第三开口、所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。优选的，所述金属互连层的材料包括铜。优选的，所述防串扰层的材料包括铝。优选的，所述像素基底和逻辑基底为硅晶圆。本专利技术还提供了一种图像传感器的形成方法，包括：提供一逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层；在所述层间介质层中形成第一开口，用于构成一第一连通口，并且所述第一开口暴露出部分所述金属互连层；在所述层间介质层上形成一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口，并与所述金属互连层连接；利用一键合层，使所述逻辑基底与一像素基底键合连接，所述像素基底上形成有光电二极管。优选的，在形成所述第一开口之前，还包括在所述层间介质层上形成一缓冲层；以及，在形成所述缓冲层之后，在同一工艺步骤中对所述层间介质层和所述缓冲层执行光刻工艺和刻蚀工艺，以在所述层间介质层中形成所述第一开口，并在所述缓冲层中形成第二开口，所述第一开口和所述第二开口共同用于构成所述第一连通口。优选的，在形成缓冲层之前还包括在所述层间介质层上形成一保护层；以及，所述缓冲层形成在所述保护层上，并在同一工艺步骤中对所述缓冲层、所述保护层和所述层间介质层执行光刻工艺和刻蚀工艺，以同时在所述层间介质层中形成所述第一开口、在所述缓冲层中形成第二开口以及在所述保护层中形成第三开口，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口构成所述第一连通口。本专利技术提供的图像传感器及其形成方法，提供一逻辑基底和一像素基底，以及形成在所述逻辑基底上的部分金属互连层部分暴露在一连通口中，从而使防串扰层能够通过所述连通口与所述金属互连层连接。如此一来，逻辑基底中器件所产生的热量在传导至金属互连层上之后，金属互连层上的热量能够进一步通过防串扰层传导出，从而实现高效地热量传导。并且，所述防串扰层通常具备较大的面积，在此基础上，能够更进一步提高散热效率，有效避免了因逻辑基底因散热较差、温度过高而导致其逻辑电路的时延及功耗的上升。附图说明图1为现有的一种图像传感器的结构示意图；图2是本专利技术一实施例中的图像传感器的结构示意图图3是本专利技术一实施例中的图像传感器的形成方法的流程示意图。图4～图8是本专利技术一实施例中的图像传感器的形成方法在其制备过程中的结构示意图；具体实施方式承如
技术介绍
所述，现有的图像传感器存在导热效率较低，从而导致逻辑电路温度较高，进而容易引发电路的功耗及延迟的增加的问题。图1为现有的一种图像传感器的结构示意图，如图1所示，其示出了一种背照式及堆叠式的图像传感器。所述图像传感器包括：逻辑基底1和像素基底2；所述像素基底2通过键合层4键合在所述逻辑基底1上。其中，所述逻辑基底1上具有层间介质层101以及形成在层间介质层101中的金属互连层102。通常而言，金属互连层102例如为多层结构，其中，特别的将位于顶层的金属互连层称作顶层金属层103；以及，为了防止逻辑基底1和像素基底2中的布线出现串扰现象，在所述逻辑基底1的层间介质层101上还具有一防串扰层3。应当说明的是，逻辑基底1中还具有诸多晶体管(图中未示出)，所述晶体管通过所述金属互连层102实现了电性连接及引出，对于逻辑电路，晶体管工作时所产生的热量大多会通过金属互连层进行传导。例如，晶体管所产生的热量可以传导至顶层金属层，再通过顶层金属层将热量发散至基底外。然而，在所述图像传感器中，金属互连层102均零散地分布并掩埋在层间介质层中，与外界没有直接接触，导致金属互连层102无法快速发散来自晶体管的热量，因此容易导致逻辑基底1中的晶体管温度上升，进而导致整个逻辑电路的时延和功耗的进一步增加。故，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种图像传感器，以通过防串扰层实现金属互连层及逻辑基底的散热效果的提升。以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种图像传感器及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。图2是本专利技术一实施例中的图像传感器的结构示意图，参考图2所示，本实施例中的图像传感器包括：逻辑基底1和像素基底2，所述逻辑基底1上形成有一层间介质层101，以及在所述层间介质层101中形成有至少一层金属互连层102，所述层间介质层101中形成有第一开口，用于构成一第一连通口，并且部分所述金属互连层102暴露在所述第一开口中；以及在所述层间介质层101上形成有一防串扰层301，所述防串扰层301填充所述第一连通口并与所述金属互连层102连接；以及，所述像素基底2通过一键合层401键合在所述逻辑基底1上，在所述像素基底2上形成有光电二极管(未示出)。具体的，本实施例中的所述逻辑基底1和像素基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层，所述层间介质层中形成有第一开口，用于构成一第一连通口，并且部分所述金属互连层暴露在所述第一开口中；以及在所述层间介质层上形成有一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口并与所述金属互连层连接；以及，像素基底，通过一键合层键合在所述逻辑基底上，在所述像素基底上形成有光电二极管。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层，所述层间介质层中形成有第一开口，用于构成一第一连通口，并且部分所述金属互连层暴露在所述第一开口中；以及在所述层间介质层上形成有一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口并与所述金属互连层连接；以及，像素基底，通过一键合层键合在所述逻辑基底上，在所述像素基底上形成有光电二极管。2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述防串扰层覆盖所述第一连通口的底部和侧壁，而未完全填充所述第一连通口，进而利用所述防串扰层在所述第一连通口的位置处界定出一第二连通口；以及，所述键合层形成在所述逻辑基底的所述防串扰层上并填充所述第二连通口。3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在所述层间介质层上还形成有一缓冲层，所述缓冲层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第二开口，所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。4.如权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，在所述层间介质层上还形成有一保护层，以及所述缓冲层形成在所述保护层上；并且，所述保护层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第三开口，所述第三开口、所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。5.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属互连层的材料包括铜。6.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉，王三坡，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42