[發明專利]一種背照式圖像傳感器及其制造方法和電子裝置

在審

• 申請號: 201710058602.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN108346672A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 姚國峰;陸玨;張海芳;劉煊杰
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;馮永貞

本發明涉及一種背照式圖像傳感器及其制造方法和電子裝置。所述方法包括：提供包括像素區的第一晶圓，所述第一晶圓包括相對設置的第一表面和第二表面；提供第二晶圓并將所述第二晶圓與所述第一晶圓的第一表面相接合；在與所述像素區相對的所述第二表面中形成若干間隔的深溝槽；在所述深溝槽的表面形成隔離層；形成填充所述深溝槽的導電材料層，以與所述隔離層和所述第一晶圓形成電容器。在所述方法中在所述第一晶圓的背面形成深溝槽，并在所述深溝槽中形成導電材料層，通過所述設置可以降低串擾和暗電流。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言涉及一種背照式圖像傳感器及其制造方法和電子裝置。

背景技術

通常，圖像傳感器是將光學圖像轉換成電信號的背照式圖像傳感器。圖像傳感器包括電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。

由于CMOS圖像傳感器(CMOS image sensor，CIS)具有改善的制造技術和特性，因此半導體制造技術各方面都集中于開發CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器利用CMOS技術制造，并且具有較低功耗，更容易實現高度集成，制造出尺寸更小的器件，因此，CMOS圖像傳感器廣泛的應用于各種產品，例如數字照相機和數字攝像機等。

在多功能的電子設備中背照式圖像傳感器(Backside illumination CMOS imagesensor，BSI CIS)得到廣泛的應用，其中所述BSI CIS器件的制造工藝中通常使用熔融鍵合(Fusion bonding)方法將器件晶圓(device wafer)與支撐晶圓(carrier wafer)接合在一起。

隨著像素尺寸的縮小，噪聲例如串擾將會增加。為了更好地圖像質量，串擾問題需要被改進。目前器件中存在三種串擾：光譜串擾(spectral crosstalk)、光學串擾(opticalcrosstalk)和電串擾(electrical crosstalk)。其中，光譜串擾(spectral crosstalk)是由濾色鏡(color filter，CF)的未對準引起的。所述光學串擾(optical crosstalk)是由光子穿透到鄰近的光電二極管導致的。電串擾(electrical crosstalk)是由電子漂移至錯誤的像素區引起的。

光譜串擾(spectral crosstalk)和光學串擾(optical crosstalk)可以通過將濾色鏡嵌入到金屬層網格結構中解決。深溝槽隔離(Deep trench isolation，DTI)結構可以抑制光學串擾(optical crosstalk)和電串擾(electrical crosstalk)，但隨著硅襯底厚度的增加，光電二極管通過單獨的離子注入隔離難以實現。因此，背面深溝槽隔離(Deeptrench isolation，DTI)結構可以有效的增強像素隔離。

對于背照式圖像傳感器，背面結構沒有深溝槽隔離(Deep trench isolation，DTI)結構是可以接受，但是背照式圖像傳感器在像素區域和邏輯區域受到Si/ARC/絕緣層/背面鈍化層等結構的限制。

因此，為解決現有技術中的上述技術問題，有必要提出一種新的背照式圖像傳感器及其制造方法和電子裝置。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為了克服目前存在的問題，本發明實施例提供了一種背照式圖像傳感器的制造方法，所述方法包括：

提供包括像素區的第一晶圓，所述第一晶圓包括相對設置的第一表面和第二表面；

提供第二晶圓并將所述第二晶圓與所述第一晶圓的第一表面相接合；