[發明專利]背照式CMOS圖像傳感器及其制造方法

有效

• 申請號: 201710419611.3
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107195649B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 邢家明;高喜峰;葉菁;施喆天
• 申請（專利權）人: 豪威科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

本發明提供了一種背照式CMOS圖像傳感器及其制造方法，通過四張光罩的使用即可形成焊盤等結構，降低了光罩的使用；進一步的，所形成的金屬網格與所述焊盤連接，其包括位于所述第一隔離槽的第一金屬線、位于所述第二隔離槽的第二金屬線及連接所述焊盤、第一金屬線和第二金屬線的第三金屬線，通過所述金屬網格能夠很好的限定入射的光線，避免出現串擾，提高了背照式CMOS圖像傳感器的質量。更進一步的，所述焊盤上施加了負壓，由此與所述焊盤連接的金屬網格上也施加了負壓，也即在所述第一隔離槽中形成的第一隔離結構和在所述第二隔離槽中形成的第二隔離結構上施加了負壓，通過在所述第一隔離結構和所述第二隔離結構上施加負壓可以抑制噪點和暗電流的產生。

技術領域

本發明涉及圖像傳感器制造技術領域，特別涉及一種背照式CMOS圖像傳感器及其制造方法。

背景技術

圖像傳感器是在光電技術基礎上發展起來的，所謂圖像傳感器，就是能夠感受光學圖像信息并將其轉換成可輸出信號的傳感器。圖像傳感器可以提高人眼的視覺范圍，使人們看到肉眼無法看到的微觀世界和宏觀世界，看到人們暫時無法到達處發生的事情，看到超出肉眼視覺范圍的各種物理、化學變化過程，生命、生理、病變的發生發展過程，等等。可見圖像傳感器在人們的文化、體育、生產、生活和科學研究中起到非常重要的作用。可以說，現代人類活動已經無法離開圖像傳感器了。

圖像傳感器可依據其采用的原理而區分為電荷耦合裝置(Charge-CoupledDevice)圖像傳感器(亦即俗稱CCD圖像傳感器)以及CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)圖像傳感器，其中CMOS圖像傳感器基于互補型金屬氧化物半導體(CMOS)技術而制造。由于CMOS圖像傳感器是采用傳統的 CMOS電路工藝制作，因此可將圖像傳感器以及其所需要的外圍電路加以整合，從而使得CMOS圖像傳感器具有更廣的應用前景。

按照接收光線的位置的不同，CMOS圖像傳感器可以分為前照式CMOS圖像傳感器及背照式CMOS圖像傳感器，其中，背照式CMOS圖像傳感器與前照式CMOS圖像傳感器相比，最大的優化之處就是將元件內部的結構改變了，即將感光層的元件入射光路調轉方向，讓光線能從背面直射進去，避免了在前照式 CMOS圖像傳感器結構中，光線會受到微透鏡和光電二極管之間的結構和厚度的影響，提高了光線接收的效能。

但在現有技術的背照式CMOS圖像傳感器中，在像素晶圓和邏輯晶圓鍵合以后仍需要使用多張光罩(通常需要使用六張光罩)以形成金屬焊盤等結構，從而得到背照式CMOS圖像傳感器。如何減少光罩的使用以降低制造成本，成了本領域技術人員一直以來需要解決的一個問題。同時，越來越多背照式CMOS 圖像傳感器利用深溝槽隔離來減少光路串擾，但是引入新的深溝槽隔離制程，會引入工藝缺陷，相反會增加噪點和暗電流。如何在新工藝中減少噪點和暗電流也成了需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種背照式CMOS圖像傳感器及其制造方法，以解決現有技術中在像素晶圓和邏輯晶圓鍵合以后仍需要使用多張光罩以形成金屬焊盤等結構的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種背照式CMOS圖像傳感器的制造方法，所述背照式CMOS圖像傳感器的制造方法包括：

提供鍵合在一起的邏輯晶圓和像素晶圓；

采用第一張光罩，以在所述像素晶圓的背面形成焊盤區、第一隔離槽和第二隔離槽；

形成介質材料層，所述介質材料層覆蓋所述焊盤區、所述第一隔離槽、所述第二隔離槽及所述像素晶圓的背面；

采用第二張光罩，以在所述焊盤區暴露出金屬層；

形成金屬材料層，所述金屬材料層覆蓋所述金屬層、所述焊盤區、所述第一隔離槽、所述第二隔離槽及所述像素晶圓的背面；

采用第三張光罩，以在所述焊盤區形成焊盤，所述焊盤與所述金屬層連接；