图像传感器及其制作方法、搭载图像传感器的成像装置制造方法及图纸

一种图像传感器(100)，包括：半导体衬底(110)、像素阵列(120)、金属互连区(130)和光学组件(150)，像素阵列(120)包括光敏元件(121)，金属互连区(130)包括介质(131)和介质(131)中平行设置的多个金属互连层(132)；其中，金属互连区(130)中形成有金属

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像传感器及其制作方法、搭载图像传感器的成像装置


[0001]本申请涉及图像传感器
，尤其涉及一种图像传感器及其制作方法、搭载图像传感器的成像装置。

技术介绍

[0002]自从背照式(BSI)CMOS图像传感器兴起以来，极大推动了CMOS图像传感器向小尺寸及多元化的发展。背照式技术使得感光区域从图像传感器的正面转移到了背面，因此其金属走线不再需要避开感光区域，提高了像素设计的灵活性，使得图像传感器向越来越小尺寸的发展变成了可能，提高了像素的填充系数，减少了金属层数。
[0003]对于背照式图像传感器而言，光需从背面入射至感光区域，因此硅衬底需要将背面减薄至一定的厚度，这在很大程度上缩短了入射光在硅衬底内的光程，影响了感光区域对光的吸收以及转化效率，即量子效率。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供了一种图像传感器及其制作方法、搭载图像传感器的成像装置。
[0005]第一方面，本申请提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：
[0006]半导体衬底；
[0007]形成于所述半导体衬底内的像素阵列，所述像素阵列包括光敏元件，所述光敏元件能够接收光并产生光生载流子；
[0008]设置在所述半导体衬底一侧的金属互连区，所述金属互连区包括介质和所述介质中平行设置的多个金属互连层，所述金属互连层连接至所述光敏元件；
[0009]设于所述半导体衬底另一侧的光学组件，所述光学组件能够将光导向所述光敏元件；
[0010]其中，所述金属互连区中形成有金属
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介质
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金属电容，以将光反射向所述光敏元件。
[0011]第二方面，本申请提供了一种成像装置，搭载任一上述的图像传感器。
[0012]第三方面，本申请提供了一种图像传感器的制作方法，所述方法包括：
[0013]提供半导体衬底；
[0014]在所述半导体衬底内形成像素阵列，所述像素阵列包括光敏元件；
[0015]在所述半导体衬底的一侧形成金属互连区，并在所述金属互连区中形成金属
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介质
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金属电容，所述金属互连区包括介质和所述介质中平行设置的多个金属互连层，所述金属互连层连接至所述光敏元件；
[0016]在所述半导体衬底的另一侧进行减薄处理和形成光学组件。
[0017]本申请实施例提供了一种图像传感器及其制作方法、搭载图像传感器的成像装置，可提高成像效果。
[0018]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请的公开内容。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本申请一实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；
[0021]图2是一实施方式中图像传感器功能组成的结构示意图；
[0022]图3是一实施方式中图像传感器中像素的原理示意图；
[0023]图4是一实施方式中图像传感器中像素成像的时序示意图；
[0024]图5是另一实施方式中图像传感器中像素的原理示意图；
[0025]图6是图1中图像传感器在另一角度的结构示意图；
[0026]图7是一实施方式中图像传感器在一角度的结构示意图；
[0027]图8是图7中图像传感器在另一角度的结构示意图；
[0028]图9是一实施方式中金属
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介质
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金属电容的结构示意图；
[0029]图10是另一实施方式中金属
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介质
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金属电容的结构示意图；
[0030]图11是又一实施方式中金属
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介质
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金属电容的结构示意图；
[0031]图12是再一实施方式中金属
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介质
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金属电容的结构示意图；
[0032]图13是本申请一实施例提供的一种图像传感器的制作方法的流程示意图；
[0033]图14是本申请一实施例提供的一种成像装置的结构示意图。
[0034]附图标记：100、图像传感器；110、半导体衬底；120、像素阵列；121、光敏元件；1201、浅沟槽隔离区域；130、金属互连区；1301、金属线路；131、介质；132、金属互连层；141、传输管；142、浮置扩散区；143、复位管；144、源跟随管；145、行选通管；150、光学组件；151、彩色滤光片；152、微透镜阵列；160、金属
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介质
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金属电容；161、电极；162、电极之间的介质；1321、第一金属互连层；1322、第二金属互连层；1323、第三金属互连层；1611、第一电极；101、第一金属条；1612、第二电极；102、第二金属条；1613、第三电极；103、第三金属条；104、开关元件；
[0035]200、图像传感器；210、感光电路区；211、感光单元；201、光敏元件；202、传输管；203、浮置扩散区；204、复位管；205、源跟随管；206、行选通管；220、外围电路；
[0036]600、成像装置；601、图像传感器；602、处理器；603、显示屏。
具体实施方式
[0037]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0038]附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际
执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0039]下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]如图1所示为一种图像传感器100的结构示意图。图像传感器100包括半导体衬底110、像素阵列120、金属互连区130和光学组件150。
[0041]在一些实施方式中，如图2所示，图像传感器200按功能组成可以分为感光电路区210和外围电路220，其中感光电路区210可以包括几万至几亿的感光单元211，例如感光电路区210可以由大量的感光单元211按一定的方式组成阵列而成。外围电路220则负责把感光单元211感生的信号转换成数字信号并读出。
[0042]图像传感器200的感光单元211又可称为像素(pixel)。在一些实施方式中，如图3所示，感光单元211包括光敏元件2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：半导体衬底；形成于所述半导体衬底内的像素阵列，所述像素阵列包括光敏元件，所述光敏元件能够接收光并产生光生载流子；设置在所述半导体衬底一侧的金属互连区，所述金属互连区包括介质和所述介质中平行设置的多个金属互连层，所述金属互连层连接至所述光敏元件；设于所述半导体衬底另一侧的光学组件，所述光学组件能够将光导向所述光敏元件；其中，所述金属互连区中形成有金属
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介质
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金属电容，以将光反射向所述光敏元件。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述金属
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介质
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金属电容位于所述光敏元件的一侧，并且该侧为所述光敏元件远离所述光学组件的一侧，以及所述金属
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介质
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金属电容用于将照射至所述金属
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介质
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金属电容的光反射到所述光敏元件。3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于，所述金属
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介质
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金属电容包括形成于所述金属互连层的电极和所述电极之间的所述介质。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述金属
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介质
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金属电容包括分别在至少两个所述金属互连层上形成的电极。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述金属
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介质
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金属电容包括在第一金属互连层上形成的第一电极和在第二金属互连层上形成的第二电极。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属互连层和所述第二金属互连层之间具有第三金属互连层。7.根据权利要求5或6所述的图像传感器，其特征在于，所述第一电极包括多个间隔排列的第一金属条，所述第二电极包括多个间隔排列的第二金属条。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属条和所述第二金属条之间具有一预定角度。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属条和所述第二金属条相互垂直。10.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述金属
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介质
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金属电容还包括在所述第三金属互连层上形成的第三电极。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，所述第一电极包括多个间隔排列的第一金属条，所述第二电极包括多个间隔排列的第二金属条，所述第三电极包括多个间隔排列的第三金属条。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属条和所述第三金属条之间的角度为60度至90度，所述第二金属条和所述第三金属条之间的角度为60度至90度。13.根据权利要求12所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属条和所述第三金属条相互垂直，所述第一金属条和所述第二金属条相互平行。14.根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述第一金属条和所述第二金属条在所述第一金属条的宽度方向上交错设置。15.根据权利要求1
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14中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述金属互连层包括
连接所述光敏元件的金属线路，所述金属
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介质
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金属电容连接所述金属线路。16.根据权利要求1
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15中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：形成于所述半导体衬底内的浮置扩散区；连接所述光敏元件和所述浮置扩散区的传输管；其中，所述金属
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介质
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金属电容的一端用于连接电源，另一端通过一开关元件连接所述浮置扩散区，所述开关元件导通时，所述金属
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介质
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金属电容能够由所述浮置扩散区充电或者向所述浮置扩散区放电。17.一种成像装...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪梅，徐泽，肖琳，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：