图像传感器及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种图像传感器及其制作方法，制作方法包括：提供第一基底；于所述外围电路区形成沟槽；形成金属阻挡层；形成金属层；图形化刻蚀所述沟槽外围的所述第一金属层与所述第一金属阻挡层，形成堆叠的第二金属阻挡层和第二金属层。所述金属栅格、所述金属连线部均包括在远离所述第一表面的方向上依次堆叠的所述第二金属阻挡层和所述第二金属层。本发明专利技术金属栅格中的第二金属层、金属连线部中的第二金属层以及沟槽中的第一金属层共用同一金属层，减少了工艺步骤；金属栅格中的第二金属阻挡层、金属连线部中的第二金属阻挡层以及沟槽中的第一金属阻挡层三者也仅需一次金属阻挡层形成工艺，减少了工艺步骤。减少了工艺步骤。减少了工艺步骤。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制作方法


[0001]本专利技术属于集成电路制造
，具体涉及一种图像传感器及其制作方法。

技术介绍

[0002]背照式(BSI)图像传感器的光是从基底的背面而不是正面进入基底的，因为减少了光反射，获得更高的光电转换效率。BSI图像传感器能够比前照式图像传感器捕捉更多的图像信号。目前，BSI图像传感器通过硅穿孔(TSV)将逻辑运算芯片与像素(光电二极管)阵列芯片进行三维集成，一方面在保持芯片体积的同时，提高了传感器阵列尺寸和面积，另一方面大幅度缩短功能芯片之间的金属互联，减小发热、功耗、延迟，提高了芯片性能。
[0003]在BSI图像传感器中，设置金属栅格，并利用金属栅格(metal grid)的不透光特性，防止不同像素(光电二极管)之间的光的串扰。随着BSI像素尺寸的不断缩小，为保证足够的进光量，金属栅格的线宽也不断减小，工艺难度加大；同时芯片尺寸的不断小型化，对背面引线结构的面积优化提出了更高的要求，工艺复杂性增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种图像传感器及其制作方法，降低工艺复杂性，以及减少工艺步骤。
[0005]本专利技术提供一种图像传感器的制作方法，包括：
[0006]提供第一基底，所述第一基底包括像素区和外围电路区；所述第一基底具有相背的第一表面和第二表面，所述第一基底的所述第二表面一侧形成有第一绝缘层，所述第一绝缘层中嵌设有第一导电层；
[0007]于所述外围电路区形成沟槽，所述沟槽从所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部并暴露出所述第一导电层；
[0008]形成金属阻挡层，所述金属阻挡层包括覆盖所述沟槽的侧壁与底壁、以及被暴露的所述第一导电层表面的第一金属阻挡层，所述第一金属阻挡层还延伸覆盖所述沟槽外围的所述第一表面；
[0009]形成金属层，所述金属层包括覆盖所述沟槽内的所述第一金属阻挡层表面并填充所述沟槽的第一金属层，所述第一金属层还延伸覆盖所述沟槽外围所述第一金属阻挡层表面；
[0010]图形化刻蚀所述沟槽外围的所述第一金属层与所述第一金属阻挡层以在所述沟槽外围形成覆盖所述第一表面的第二金属阻挡层以及覆盖在所述第二金属阻挡层上的第二金属层，以在所述像素区形成金属栅格、在所述外围电路区形成与所述第一金属层连接的金属连线部；所述金属栅格、所述金属连线部均包括在远离所述第一表面的方向上依次堆叠的所述第二金属阻挡层和所述第二金属层；
[0011]进一步的，所述图形化刻蚀所述沟槽外围的所述第一金属层与所述第一金属阻挡层的步骤包括：
[0012]采用第一工艺以所述沟槽外围的第一金属阻挡层为刻蚀停止层刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围第一金属阻挡层表面的第一金属层以在所述沟槽外围的第一金属阻挡层表面形成第二金属层；
[0013]采用第二工艺以所述第二金属层为掩膜刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围的所述第一表面的第一金属阻挡层以在所述沟槽外围的所述第一表面形成第二金属阻挡层。
[0014]进一步的，所述第一导电层包括横向导电层与纵向导电层，在平行于所述第一表面的方向上所述纵向导电层的宽度小于所述横向导电层的宽度；
[0015]所述制作方法还包括：
[0016]在所述第一基底的所述第二表面一侧形成浅沟槽，所述第一绝缘层填充所述浅沟槽形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构形成有一端与至少其中一个所述横向导电层电连接的所述纵向导电层，所述纵向导电层未与所述横向导电层连接的端部位于所述浅沟槽隔离结构中；
[0017]形成开口，所述开口从所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部与所述浅沟槽连通；
[0018]于所述开口侧壁形成保护层后去除所述开口底部与所述纵向导电层之间的所述第一绝缘层和/或所述保护层暴露所述纵向导电层以形成所述沟槽。
[0019]进一步的，所述制作方法还包括：
[0020]于所述像素区形成深沟槽，所述深沟槽从所述第一基底的所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部；
[0021]形成第一介质层，所述第一介质层填充所述深沟槽形成深沟槽隔离结构，所述第一介质层还覆盖所述第一基底的所述第一表面。
[0022]进一步的，所述深沟槽隔离结构以阵列形式排列，所述图像传感器的像素单元设置在所述深沟槽隔离结构之间，所述金属栅格在所述第一基底上的投影覆盖所述深沟槽隔离结构在所述第一基底上的投影。
[0023]进一步的，所述金属阻挡层为氮化钛，所述金属层为钨。
[0024]本专利技术还提供一种图像传感器，包括：
[0025]第一基底，所述第一基底包括像素区和外围电路区；所述第一基底具有相背的第一表面和第二表面，所述第一基底的所述第二表面一侧形成有第一绝缘层，所述第一绝缘层中嵌设有第一导电层；
[0026]位于所述外围电路区的沟槽，所述沟槽从所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部并暴露出所述第一导电层；
[0027]金属阻挡层与金属层，所述金属阻挡层包括第一金属阻挡层和第二金属阻挡层，所述第一金属阻挡层覆盖所述沟槽的侧壁与底壁、以及被暴露的所述第一导电层表面，所述第二金属阻挡层是图形化刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围的所述第一表面的所述第一金属阻挡层形成；所述金属层包括包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层覆盖所述沟槽内的所述第一金属阻挡层表面并填充所述沟槽，所述第二金属层是图形化刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围第一金属阻挡层表面的第一金属层形成；
[0028]位于所述像素区的金属栅格、位于所述外围电路区与所述第一金属层连接的金属连线部，所述金属栅格、所述金属连线部均包括在远离所述第一表面的方向上依次堆叠的
所述第二金属阻挡层和所述第二金属层。
[0029]进一步的，所述第一导电层包括横向导电层与纵向导电层，在平行于所述第一表面的方向上所述纵向导电层的宽度小于所述横向导电层的宽度；
[0030]所述第一基底的所述第二表面一侧形成有浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构形成有一端与至少其中一个所述横向导电层电连接的所述纵向导电层，所述纵向导电层未与所述横向导电层连接的端部、所述纵向导电层与所述第一金属层之间的金属阻挡层、以及所述第一金属层靠近所述纵向导电层的端部均位于所述浅沟槽隔离结构中，所述第一金属层通过所述纵向导电层与所述第一金属层之间的金属阻挡层以及所述纵向导电层电连接至所述横向导电层。
[0031]进一步的，所述图像传感器还包括：
[0032]位于所述像素区的深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构从所述第一基底的第一表面延伸插入至所述第一基底内部；所述深沟槽隔离结构以阵列形式排列，所述图像传感器的像素单元设置在所述深沟槽隔离结构之间，所述金属栅格在所述第一基底上的投影覆盖所述深沟槽隔离结构在所述第一基底上的投影。
[0033]进一步的，所述图像传感器还包括：
[0034]第二基底、位于所述第二基底上的第二绝缘层以及嵌设在所述第二绝缘层中的第二导电层；
[0035]所述第一绝缘层与所述第二绝缘层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的制作方法，其特征在于，包括：提供第一基底，所述第一基底包括像素区和外围电路区；所述第一基底具有相背的第一表面和第二表面，所述第一基底的所述第二表面一侧形成有第一绝缘层，所述第一绝缘层中嵌设有第一导电层；于所述外围电路区形成沟槽，所述沟槽从所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部并暴露出所述第一导电层；形成金属阻挡层，所述金属阻挡层包括覆盖所述沟槽的侧壁与底壁、以及被暴露的所述第一导电层表面的第一金属阻挡层，所述第一金属阻挡层还延伸覆盖所述沟槽外围的所述第一表面；形成金属层，所述金属层包括覆盖所述沟槽内的所述第一金属阻挡层表面并填充所述沟槽的第一金属层，所述第一金属层还延伸覆盖所述沟槽外围所述第一金属阻挡层表面；图形化刻蚀所述沟槽外围的所述第一金属层与所述第一金属阻挡层以在所述沟槽外围形成覆盖所述第一表面的第二金属阻挡层以及覆盖在所述第二金属阻挡层上的第二金属层，以在所述像素区形成金属栅格、在所述外围电路区形成与所述第一金属层连接的金属连线部；所述金属栅格、所述金属连线部均包括在远离所述第一表面的方向上依次堆叠的所述第二金属阻挡层和所述第二金属层。2.如权利要求1所述的图像传感器的制作方法，其特征在于，所述图形化刻蚀所述沟槽外围的所述第一金属层与所述第一金属阻挡层的步骤包括：采用第一工艺以所述沟槽外围的第一金属阻挡层为刻蚀停止层刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围第一金属阻挡层表面的第一金属层以在所述沟槽外围的所述第一金属阻挡层表面形成第二金属层；采用第二工艺以所述第二金属层为掩膜刻蚀延伸覆盖所述沟槽外围的所述第一表面的第一金属阻挡层以在所述沟槽外围的所述第一表面形成第二金属阻挡层。3.如权利要求1所述的图像传感器的制作方法，其特征在于，所述第一导电层包括横向导电层与纵向导电层，在平行于所述第一表面的方向上所述纵向导电层的宽度小于所述横向导电层的宽度；所述制作方法还包括：在所述第一基底的所述第二表面一侧形成浅沟槽，所述第一绝缘层填充所述浅沟槽形成浅沟槽隔离结构，所述浅沟槽隔离结构形成有一端与至少其中一个所述横向导电层电连接的所述纵向导电层，所述纵向导电层未与所述横向导电层连接的端部位于所述浅沟槽隔离结构中；形成开口，所述开口从所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部与所述浅沟槽连通；于所述开口侧壁形成保护层后去除所述开口底部与所述纵向导电层之间的所述第一绝缘层和/或所述保护层暴露所述纵向导电层以形成所述沟槽。4.如权利要求1所述的图像传感器的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：于所述像素区形成深沟槽，所述深沟槽从所述第一基底的所述第一表面延伸插入至所述第一基底内部；形成第一介质层，所述第一介质层填充所述深沟槽形成深沟槽隔离结构，所述第一介
质层还覆盖所述第一基底的所述第一表...

【专利技术属性】
技术研发人员：占迪，刘月茂，
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：