[發(fā)明專利]一種背照式圖形傳感器的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711019226.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN107910339B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陳慧弘

本發(fā)明公開了一種背照式圖形傳感器的制造方法，包括：對(duì)像元芯片背面進(jìn)行硅片減薄處理，在像元芯片背面表面依次沉積抗反射介質(zhì)層和第一保護(hù)層，在第一保護(hù)層上形成不同顏色的濾色薄膜，各濾色薄膜之間具有連通的間隙，在濾色薄膜表面保形地沉積第二保護(hù)層，沿間隙位置定義出連通的深溝槽區(qū)域，刻蝕形成深溝槽，對(duì)深溝槽先后沉積介質(zhì)阻擋層、金屬阻擋層，并填充金屬，對(duì)表面金屬進(jìn)行CMP拋光，并沉積介質(zhì)覆蓋層。本發(fā)明通過先完成濾色薄膜工藝，再采用第二保護(hù)層介質(zhì)層全覆蓋濾色薄膜，并進(jìn)一步將深溝槽工藝與金屬格柵工藝同步完成，可減少一個(gè)光刻步驟和金屬格柵相關(guān)的工藝步驟，從而使成本得到降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種背照式CMOS圖形傳感器的制造方法。

背景技術(shù)

隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及，CMOS圖形傳感器(CIS)產(chǎn)品需求與日俱增，智能手機(jī)攝像頭的配置一般在300萬像素以上，一些高端智能機(jī)甚至配有800萬以上像素的攝像頭。這些高端應(yīng)用對(duì)CIS產(chǎn)品性能有了更高的要求，包括像素、分辨率、功耗、物理尺寸等。因此，以Sony(索尼)公司為首的CIS產(chǎn)品供應(yīng)商們都在著力開發(fā)背照式圖形傳感器技術(shù)(BSICIS)，來進(jìn)一步提高CIS產(chǎn)品的感光度和降低像元信號(hào)之間干擾，支持高端智能機(jī)的攝像需求。背照式圖形傳感器以3D CIS技術(shù)為研究熱點(diǎn)，把圖形傳感器芯片和數(shù)字信號(hào)處理器芯片通過TSV(硅通孔)垂直互連在一起，能夠有效減少封裝尺寸、減低功耗。

目前已量產(chǎn)的3D CIS產(chǎn)品工藝，包括以下步驟：

將像元芯片(圖形傳感器芯片)和數(shù)控芯片(數(shù)字信號(hào)處理器芯片)采用SiO₂-SiO₂直接鍵合工藝垂直粘接在一起；

對(duì)像元芯片進(jìn)行背面減薄工藝，減薄硅的厚度，接近受過注入的感光區(qū)；

從像元芯片背面對(duì)感光單元之間進(jìn)行深溝槽隔離工藝(Deep TrenchIsolation)，在深溝槽內(nèi)先后填入介質(zhì)和金屬，實(shí)現(xiàn)感光單元之間的電隔離和光隔離；

在感光單元之間進(jìn)行金屬格柵工藝，金屬格柵可以吸收雜散光，減少信號(hào)干擾；

在像元陣列旁的控制電路區(qū)域進(jìn)行背面TSV工藝，分別連接像元芯片的第一層金屬層和數(shù)控芯片的頂層金屬層；

采用鋁布線將TSV引出，形成Wire bond(鍵合金線)所需的Al Pad(焊盤)；

在感光區(qū)先后形成透過不同可見光的濾色薄膜，并最后在濾色薄膜上方制作顯微透鏡。

上述現(xiàn)有的3D背照式圖形傳感器技術(shù)都是自下而上地依次完成各種背面加工，其濾色薄膜工藝是在深溝槽工藝、金屬格柵工藝之后再進(jìn)行的。從工藝集成難度來看，這是比較容易實(shí)現(xiàn)且易于工藝控制的，但這樣做工藝步驟較多，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種背照式圖形傳感器的制造方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種背照式圖形傳感器的制造方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供一具有像元芯片的硅片，對(duì)所述像元芯片背面進(jìn)行硅片減薄處理；

步驟S02：在減薄后的像元芯片背面表面依次沉積抗反射介質(zhì)層和第一保護(hù)層；

步驟S03：在第一保護(hù)層上形成不同顏色的濾色薄膜；其中，各所述濾色薄膜之間具有相連通的間隙；

步驟S04：在濾色薄膜表面保形地沉積第二保護(hù)層；

步驟S05：沿間隙位置定義出連通的深溝槽區(qū)域；

步驟S06：刻蝕形成深溝槽；