一种图像传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种图像传感器及其制备方法，该方法包括以下步骤：CMOS处理器芯片的制备，光电二极管芯片的制备，将所述CMOS处理器芯片和所述光电二极管芯片键合在一起，对所述光电二极管芯片进行减薄处理；接着在所述光电二极管芯片上形成减反射薄膜；接着在所述减反射薄膜上形成光刻胶层，接着在所述光刻胶层中形成第一凹槽；接着在所述凹槽中形成栅格结构；接着在每个所述栅格结构所围绕的光刻胶层中形成纵横交错的第二凹槽，然后利用掩膜在在所述第二凹槽中沉积金属材料以形成金属网格，然后去除所述光刻胶层；接着在每个所述栅格结构所围绕区域中形成滤光器，所述滤光器包裹所述金属网格；接着在每个所述滤光器上形成透镜结构。

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及其制备方法
本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种图像传感器及其制备方法。
技术介绍
图像传感器从物体接收光信号且将光信号转化为电信号，接着电信号可以被传输用于进一步的处理，诸如数字化，然后在诸如存储器、光盘或磁盘的存储器件中存储，或用于在显示器上显示、打印等。图像传感器通常用于诸如数字相机、摄像机、扫描仪、传真机等装置。图像传感器像素阵列中，一般包含感光像素阵列和遮光像素阵列两部分，其中，感光像素阵列用来感知并采集图像信息，而遮光像素阵列所采集到的信息用做图像信息处理中的基准信息校准，真实的图像信息等于感光像素阵列所采集的信息减去遮光像素采集的信息，即称为黑电平校准。为了保证黑电平校准的准确性，必须保证感光像素阵列和遮光像素阵列的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种图像传感器及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种图像传感器的制备方法，包括以下步骤：1)CMOS处理器芯片的制备：提供第一半导体晶片，在所述第一半导体晶片上形成多个间隔设置的CMOS功能区，接着在所述第一半导体晶片上形成第一重分布层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构。2)光电二极管芯片的制备：提供第二半导体晶片，在所述第二半导体晶片上形成多个间隔设置的光电二极管功能区，接着在所述第二半导体晶片上形成第二重分布层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构。3)将所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片键合在一起，进而使得所述第一镶嵌式导电结构与相应的第二镶嵌式导电结构相互键合。4)接着对所述第二半导体晶片进行减薄处理。5)接着在所述第二半导体晶片上形成减反射薄膜。6)接着在所述减反射薄膜上形成光刻胶层，接着在所述光刻胶层中形成第一凹槽；接着在所述凹槽中形成栅格结构。7)接着在每个所述栅格结构所围绕的光刻胶层中形成纵横交错的第二凹槽，然后利用掩膜在在所述第二凹槽中沉积金属材料以形成金属网格，然后去除所述光刻胶层。8)接着在每个所述栅格结构所围绕区域中形成滤光器，所述滤光器包裹所述金属网格。9)接着在每个所述滤光器上形成透镜结构。作为优选，在所述步骤1)中，所述第一重分布层包括第一介质层，以及形成在所述第一介质层中的一层或多层第一金属互连层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构的具体步骤为：在所述第一重分布层上形成第一钝化层，刻蚀所述第一钝化层以形成暴露所述第一金属互连层的第一通孔，接着在所述第一通孔中沉积金属导电材料以形成所述第一镶嵌式导电结构。作为优选，在所述步骤2)中，所述第二重分布层包括第二介质层，以及形成在所述第二介质层中的一层或多层第二金属互连层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构的具体步骤为：在所述第二重分布层上形成第二钝化层，刻蚀所述第二钝化层以形成暴露所述第二金属互连层的第二通孔，接着在所述第二通孔中沉积金属导电材料以形成所述第二镶嵌式导电结构。作为优选，在所述步骤4)中，将所述第二半导体晶片进行减薄至50-100微米。作为优选，在所述步骤5)中，所述减反射薄膜的形成方法为热氧化法、ALD法或PECVD法，所述减反射薄膜的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种。作为优选，在所述步骤6)中，所述栅格结构的材料为金、银、铜、铝、钨、钛、钯、镍、铂中的一种或多种，通过热蒸镀、磁控溅射、电子束蒸发、电镀或化学镀形成所述栅格结构。作为优选，在所述步骤7)中，所述金属网格的材料为金、银、铜、铝中的一种，通过热蒸镀、磁控溅射、电子束蒸发或电镀工艺形成所述金属网格。作为优选，在所述步骤8)中，所述滤光器包括有机材料。本专利技术还提出一种图像传感器，其采用上述方法制备形成的。本专利技术与现有技术相比具有下列优点：在本专利技术的图像传感器的制备过程中，通过先在每个所述栅格结构所围绕的光刻胶层中形成纵横交错的第二凹槽，然后利用掩膜在在所述第二凹槽中沉积金属材料以形成金属网格，在每个所述栅格结构所围绕区域中形成滤光器，所述滤光器包裹所述金属网格，通过在滤光器中形成金属网格，将所述滤光器分隔成多个子区域，进而可以抑制在高温环境下滤光器发生热膨胀，进而有效提高了图像传感器中感光像素阵列和遮光像素阵列的稳定性。且通过分别形成CMOS处理器芯片和光电二极管芯片，进而将CMOS处理器芯片键合在光电二极管芯片的下方，即上层的光电二极管将入射光转换为电信号，并且由每个像素下面的CMOS信号处理器完成像素信号的处理，由于二者上下叠置，不限制空间分辨率，可以同时实现高分辨率的目的。附图说明图1-图8为本专利技术的图像传感器的各制备工序的结构示意图。具体实施方式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。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节本专利技术提出一种图像传感器的制备方法，包括以下步骤：1)CMOS处理器芯片的制备：提供第一半导体晶片，在所述第一半导体晶片上形成多个间隔设置的CMOS功能区，接着在所述第一半导体晶片上形成第一重分布层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构，所述第一重分布层包括第一介质层，以及形成在所述第一介质层中的一层或多层第一金属互连层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构的具体步骤为：在所述第一重分布层上形成第一钝化层，刻蚀所述第一钝化层以形成暴露所述第一金属互连层的第一通孔，接着在所述第一通孔中沉积金属导电材料以形成所述第一镶嵌式导电结构。2)光电二极管芯片的制备：提供第二半导体晶片，在所述第二半导体晶片上形成多个间隔设置的光电二极管功能区，接着在所述第二半导体晶片上形成第二重分布层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构，所述第二重分布层包括第二介质层，以及形成在所述第二介质层中的一层或多层第二金属互连层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构的具体步骤为：在所述第二重分布层上形成第二钝化层，刻蚀所述第二钝化层以形成暴露所述第二金属互连层的第二通孔，接着在所述第二通孔中沉积金属导电材料以形成所述第二镶嵌式导电结构。3)将所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片键合在一起，进而使得所述第一镶嵌式导电结构与相应的第二镶嵌式导电结构相互键合。4)接着对所述第二半导体晶片进行减薄处理，将所述第二半导体晶片进行减薄至50-100微米。5)接着在所述第二半导体晶片上形成减反射薄膜，所述减反射薄膜的形成方法为热氧化法、ALD法或PECVD法，所述减反射薄膜的材质为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝中的一种或多种。6)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)CMOS处理器芯片的制备：提供第一半导体晶片，在所述第一半导体晶片上形成多个间隔设置的CMOS功能区，接着在所述第一半导体晶片上形成第一重分布层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构；/n2)光电二极管芯片的制备：提供第二半导体晶片，在所述第二半导体晶片上形成多个间隔设置的光电二极管功能区，接着在所述第二半导体晶片上形成第二重分布层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构；/n3)将所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片键合在一起，进而使得所述第一镶嵌式导电结构与相应的第二镶嵌式导电结构相互键合；/n4)接着对所述第二半导体晶片进行减薄处理；/n5)接着在所述第二半导体晶片上形成减反射薄膜；/n6)接着在所述减反射薄膜上形成光刻胶层，接着在所述光刻胶层中形成第一凹槽；接着在所述凹槽中形成栅格结构；/n7)接着在每个所述栅格结构所围绕的光刻胶层中形成纵横交错的第二凹槽，然后利用掩膜在在所述第二凹槽中沉积金属材料以形成金属网格，然后去除所述光刻胶层；/n8)接着在每个所述栅格结构所围绕区域中形成滤光器，所述滤光器包裹所述金属网格；/n9)接着在每个所述滤光器上形成透镜结构。/n...

【技术特征摘要】
20200408 CN 20201026978621.一种图像传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)CMOS处理器芯片的制备：提供第一半导体晶片，在所述第一半导体晶片上形成多个间隔设置的CMOS功能区，接着在所述第一半导体晶片上形成第一重分布层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构；
2)光电二极管芯片的制备：提供第二半导体晶片，在所述第二半导体晶片上形成多个间隔设置的光电二极管功能区，接着在所述第二半导体晶片上形成第二重分布层，在所述第二重分布层上形成第二镶嵌式导电结构；
3)将所述第一半导体晶片和所述第二半导体晶片键合在一起，进而使得所述第一镶嵌式导电结构与相应的第二镶嵌式导电结构相互键合；
4)接着对所述第二半导体晶片进行减薄处理；
5)接着在所述第二半导体晶片上形成减反射薄膜；
6)接着在所述减反射薄膜上形成光刻胶层，接着在所述光刻胶层中形成第一凹槽；接着在所述凹槽中形成栅格结构；
7)接着在每个所述栅格结构所围绕的光刻胶层中形成纵横交错的第二凹槽，然后利用掩膜在在所述第二凹槽中沉积金属材料以形成金属网格，然后去除所述光刻胶层；
8)接着在每个所述栅格结构所围绕区域中形成滤光器，所述滤光器包裹所述金属网格；
9)接着在每个所述滤光器上形成透镜结构。


2.根据权利要求1所述的图像传感器的制备方法，其特征在于：在所述步骤1)中，所述第一重分布层包括第一介质层，以及形成在所述第一介质层中的一层或多层第一金属互连层，在所述第一重分布层上形成第一镶嵌式导电结构的具体步骤为：在所述第一重分布层上形成第一钝化层，刻蚀所述第一钝化层以形成暴露所述第一金属互连层的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永芬，
申请(专利权)人：吴永芬，
类型：发明
国别省市：江苏;32