背照式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背照式图像传感器及其形成方法，包括：提供衬底；在一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形；采用一张掩膜版形成图形化的光阻层，图形化的光阻层包括对应引出孔和隔离沟槽的开口；以图形化的光阻层为掩膜，从衬底背面一侧刻蚀衬底形成引出孔和隔离沟槽；形成隔离层，隔离层至少覆盖隔离沟槽的侧壁；形成互连层。该方法减小了开孔面积，提高了芯片面积利用率。在一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形，一次刻蚀工艺同时形成引出孔和隔离沟槽，背面引线工艺与沟槽隔离工艺同时进行，简化工艺，减少工艺成本。所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁，提高了不同像素单元之间的电学隔离能力。了不同像素单元之间的电学隔离能力。了不同像素单元之间的电学隔离能力。

【技术实现步骤摘要】
背照式图像传感器及其形成方法


[0001]本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及一种背照式图像传感器及其形成方法。

技术介绍

[0002]背照式图像传感器(BSI)是目前应用广泛的CMOS图像传感器，相较于正照式图像传感器(FSI),BSI的工艺特点是通过晶圆键合技术将具有像素单元的晶圆翻面，实现了入射光直接照射在硅片背面，不用穿过正面介质层和金属布线层，提高了像素设计的自由度。
[0003]背照式图像传感器通常采用背面引线工艺，如图1所示，刻蚀背照式图像传感器中的绝缘层02和衬底01形成开孔V，在该开孔V中形成焊盘05，焊盘05与嵌设在介质层03中的金属布线层04电连接。这种背面引线方法为形成焊盘05，需要在衬底01上形成较大面积的开孔V，衬底01上较大面积的开孔V区域不能设计器件，芯片面积利用率较低，同时限制了背照式图像传感器的芯片尺寸进一步的缩小，不能满足背照式图像传感器小型化的需求。另外，背面引线工艺与沟槽隔离工艺是分别形成的，采用不同的掩模版，且在不同刻蚀步骤中形成，工艺较复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种背照式图像传感器及其形成方法，减小开孔面积，提高背照式图像传感器的芯片面积利用率，简化工艺，且提高防串扰能力，从而提高光学性能。
[0005]本专利技术提供一种背照式图像传感器的形成方法，包括：
[0006]提供衬底，所述衬底具有相对的衬底正面和衬底背面，所述衬底正面形成有介质层，所述介质层中嵌设有金属布线层；
[0007]提供一张掩膜版，所述一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形；
[0008]采用所述一张掩膜版形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层包括对应所述引出孔和所述隔离沟槽的开口；
[0009]以所述图形化的光阻层为掩膜，从所述衬底背面一侧刻蚀所述衬底形成所述引出孔和所述隔离沟槽；所述引出孔暴露出所述金属布线层；
[0010]形成隔离层，所述隔离层覆盖所述引出孔的侧壁和底面，所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁；
[0011]刻蚀位于所述引出孔的底部的所述隔离层暴露出所述金属布线层；
[0012]形成互连层，所述互连层至少填充所述引出孔且与所述金属布线层电连接。
[0013]进一步的，所述隔离层还填充所述隔离沟槽。
[0014]进一步的，所述互连层还填充所述隔离沟槽。
[0015]进一步的，所述互连层的材质包括：钨。
[0016]进一步的，采用化学气相沉积法、等离子增强化学气相沉积法或高密度等离子化
学气相沉积法形成所述互连层。
[0017]进一步的，所述隔离层的材质包括：氧化硅层和/或氮化硅层。
[0018]本专利技术还提供一种背照式图像传感器，包括：
[0019]衬底，所述衬底具有相对的衬底正面和衬底背面，所述衬底正面形成有介质层，所述介质层中嵌设有金属布线层；
[0020]引出孔和隔离沟槽，所述引出孔贯穿所述衬底且暴露出所述金属布线层，所述隔离沟槽贯穿部分厚度或全部厚度的所述衬底；
[0021]隔离层，所述隔离层覆盖所述引出孔的侧壁，所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁；
[0022]互连层，所述互连层至少填充所述引出孔且与所述金属布线层电连接。
[0023]进一步的，所述互连层还填充所述隔离沟槽。
[0024]进一步的，所述衬底上形成有多个像素单元区域，相邻的像素单元区域之间分布有所述隔离沟槽，在每个所述像素单元区域的正上方均分布有滤色单元和微透镜。
[0025]进一步的，在垂直于所述衬底的截面上，所述引出孔的截面形状为矩形。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]本专利技术提供一种背照式图像传感器及其形成方法，包括：提供衬底；提供一张掩膜版，所述一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形；采用所述一张掩膜版形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层包括对应所述引出孔和所述隔离沟槽的开口；以所述图形化的光阻层为掩膜，从所述衬底背面一侧刻蚀所述衬底形成所述引出孔和所述隔离沟槽；形成隔离层，所述隔离层覆盖所述引出孔的侧壁和底面，所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁；形成互连层。该方法减小了开孔面积，提高了背照式图像传感器的芯片面积利用率。在一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形，一次刻蚀工艺同时形成所述引出孔和所述隔离沟槽，背面引线工艺与沟槽隔离工艺同时进行，简化工艺，减少工艺成本。所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁，提高了不同像素单元之间的电学隔离能力。
[0028]进一步的，所述互连层还填充所述隔离沟槽。位于隔离沟槽中的隔离层和互连层起到不同像素单元之间的电学隔离和光学隔离作用，提高了背照式图像传感器的防串扰能力，从而提高传感器的光学性能。
附图说明
[0029]图1为一种背照式图像传感器有较大开孔的示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例的背照式图像传感器的形成方法流程示意图。
[0031]图3至图7为本专利技术实施例的一种背照式图像传感器的形成方法各步骤示意图。
[0032]图8至图11为本专利技术实施例的另一种背照式图像传感器的形成方法各步骤示意图。
具体实施方式
[0033]本专利技术实施例提供了一种背照式图像传感器及其形成方法。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明
的是，附图均采用非常简化的形式且使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0034]本专利技术实施例提供了一种背照式图像传感器的形成方法，如图2所示，包括：
[0035]S1、提供衬底，所述衬底具有相对的衬底正面和衬底背面，所述衬底正面形成有介质层，所述介质层中嵌设有金属布线层；
[0036]S2、提供一张掩膜版，所述一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形；
[0037]S3、采用所述一张掩膜版形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层包括对应所述引出孔和所述隔离沟槽的开口；
[0038]S4、以所述图形化的光阻层为掩膜，从所述衬底背面一侧刻蚀所述衬底形成所述引出孔和所述隔离沟槽；所述引出孔暴露出所述金属布线层；
[0039]S5、形成隔离层，所述隔离层覆盖所述引出孔的侧壁和底面，所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁；
[0040]S6、刻蚀位于所述引出孔的底部的所述隔离层暴露出所述金属布线层；
[0041]S7、形成互连层，所述互连层至少填充所述引出孔且与所述金属布线层电连接。
[0042]下面结合图3至图7介绍本专利技术实施例的一种背照式图像传感器的形成方法的各步骤。
[0043]如图3所示，提供衬底10，所述衬底10具有相对的衬底正面f1和衬底背面f2，所述衬底正面f1形成有介质层13，所述介质层13中嵌设有金属布线层14。衬底正面f1一侧形成有光电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背照式图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底具有相对的衬底正面和衬底背面，所述衬底正面形成有介质层，所述介质层中嵌设有金属布线层；提供一张掩膜版，所述一张掩膜版上形成有对应引出孔和隔离沟槽的图形；采用所述一张掩膜版形成图形化的光阻层，所述图形化的光阻层包括对应所述引出孔和所述隔离沟槽的开口；以所述图形化的光阻层为掩膜，从所述衬底背面一侧刻蚀所述衬底形成所述引出孔和所述隔离沟槽；所述引出孔暴露出所述金属布线层；形成隔离层，所述隔离层覆盖所述引出孔的侧壁和底面，所述隔离层还至少覆盖所述隔离沟槽的侧壁；刻蚀位于所述引出孔的底部的所述隔离层暴露出所述金属布线层；形成互连层，所述互连层至少填充所述引出孔且与所述金属布线层电连接。2.如权利要求1所述的背照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述隔离层还填充所述隔离沟槽。3.如权利要求1所述的背照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述互连层还填充所述隔离沟槽。4.如权利要求1所述的背照式图像传感器的形成方法，其特征在于，所述互连层的材质包括：钨。5.如权利要求1所述的背照式图像传感器的形成方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长林，胡胜，
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：