[發(fā)明專利]背照式CMOS圖像傳感器及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410648701.6
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN105655361B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伏廣才;楊建國
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/8238
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 吳敏

1.一種背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一襯底，所述第一襯底具有正面和背面，在所述第一襯底正面形成有若干像素單元、覆蓋第一襯底的正面和像素單元的第一層間介質(zhì)層、位于所述第一層間介質(zhì)層中的互連層；

提供第二襯底，將所述第二襯底與第一襯底在正面方向上鍵合；

在第一襯底背面形成通孔，所述通孔露出第一層間介質(zhì)層；

直接在所述第一襯底背面上和通孔底部、側(cè)壁形成等離子體阻擋層；

在所述通孔底部的等離子體阻擋層和第一層間介質(zhì)層中形成接觸孔，所述接觸孔露出所述互連層；

在所述等離子體阻擋層上和通孔中、接觸孔中形成導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料填充滿通孔和接觸孔；

干法刻蝕去除所述通孔外的導(dǎo)電材料，所述通孔和接觸孔內(nèi)剩余的導(dǎo)電材料作為導(dǎo)電層，所述等離子體阻擋層用于阻擋干法刻蝕過程中等離子體向襯底中擴(kuò)散；

在干法刻蝕去除所述通孔外的導(dǎo)電材料時或之后，去除所有像素單元上方的等離子體阻擋層。

2.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述等離子體阻擋層的材料為Al₂O₃、Ta₂O₅或TiO₂。

3.如權(quán)利要求2所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，使用原子層沉積法或物理氣相沉積法形成所述等離子體阻擋層。

4.如權(quán)利要求3所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述原子層沉積過程的溫度范圍為270℃～330℃。

5.如權(quán)利要求2所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述等離子體阻擋層的材料為Al₂O₃，其厚度范圍為

6.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在形成所述接觸孔之前，使用TEOS沉積工藝，在所述等離子體阻擋層上形成氧化硅層；

所述導(dǎo)電材料覆蓋氧化硅層。

7.如權(quán)利要求6所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述TEOS沉積過程的溫度范圍為200℃～500℃，反應(yīng)腔內(nèi)的壓力范圍為3t～20t。

8.如權(quán)利要求6所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，所述氧化硅層的厚度范圍為：

9.如權(quán)利要求6所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在所述等離子體阻擋層上形成氧化硅層后，在形成所述接觸孔之前，對所述等離子體阻擋層和氧化硅層進(jìn)行退火處理。

10.如權(quán)利要求9所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在所述退火過程中的溫度范圍為270℃～330℃，退火時間范圍為20min～40min。

11.如權(quán)利要求1所述的背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，在所述第一襯底背面形成通孔之前，在所述第一襯底背面形成第二層間介質(zhì)層，所述通孔還形成在第二層間介質(zhì)層中，所述等離子體阻擋層覆蓋第二層間介質(zhì)層；

在所述第二層間介質(zhì)層上形成若干濾光片、位于每個所述濾光片上的透鏡，所有濾光片與像素單元在垂直于第一襯底背面的方向上一一對準(zhǔn)。