[發明專利]背照式圖像傳感器的背面結構及制備方法

有效

• 申請號: 201810050421.3
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108281437B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 曹靜;胡勝
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發明提供一種背照式圖像傳感器的背面結構及制備方法，背面結構包括：襯底，襯底包括凹槽和光電二極管預制備區；所述凹槽的底部下方填埋有一金屬互聯層；第一介質層，覆蓋光電二極管預制備區處的襯底的表面；氧化層，覆蓋凹槽的底部和側壁，并且覆蓋第一介質層的表面；開口，同時穿過所述凹槽內的所述氧化層和所述凹槽的底部的所述襯底，且終止于所述金屬互聯層；金屬墊，在所述凹槽內部覆蓋所述氧化層的一部分，并填充所述開口且與所述金屬互聯層接觸；金屬墊隔離層，形成于所述金屬墊表面，用于將所述金屬墊與外界環境進行隔離。本發明可解決背照式圖像傳感器背面結構的金屬墊易受外界環境影響，進而導致器件性能下降的問題。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種背照式圖像傳感器的背面結構及制備方法。

背景技術

背照式圖像傳感器由于其優異的性能，正逐步替代先前的前照式圖像傳感器。前照式圖像傳感器的結構如圖1所示，包括晶狀體1、濾色鏡2、金屬銅互聯層3和硅襯底4，光線穿過金屬銅互聯層3至位于襯底4內的圖像傳感芯片(例如光電二極管)，而背照式圖像傳感器是指采用從背面對傳感芯片進行照明，即采用背面照度技術的傳感器件，可較高效地捕捉光線。

參見圖2所示的背照式圖像傳感器的結構示意圖，光線無需穿過金屬銅互聯層3，在形成背照式圖像傳感器時，圖像傳感芯片(例如光電二極管)以及邏輯電路形成在背照式圖像傳感器的硅襯底4上，響應于光線刺激，背照式圖像傳感器中的圖像傳感芯片產生電信號。電信號的大小取決于各個圖像傳感芯片接收到的入射光的強度。

目前，背照式圖像傳感器雖然已經具備了更高量子效率和更低的噪點等特性，但是在晶圓制造過程中，在背照式圖像傳感器金屬墊形成后，金屬墊表面容易受到環境的影響而發生一些變化，從而對器件的聯結可靠性造成影響。例如，當前用于對金屬墊進行清洗的清洗液一般都含有氟離子F^-，在器件進行封裝前，芯片還會進行一些工藝或等待封裝，這個等待時間可能很長，由于金屬墊表面沒有其它保護層保護，那么因金屬墊清洗工藝殘留在金屬墊表面的氟離子F^-比較容易和金屬墊表面發生反應，從而在金屬墊表面形成類似結晶物的一種副產物，進而影響器件性能。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種背照式圖像傳感器的背面結構及制備方法，以解決現有技術中背照式圖像傳感器背面結構中的金屬墊容易受外界環境影響，進而導致器件性能下降的問題。

第一方面，本發明提供了一種背照式圖像傳感器的背面結構，包括：襯底，所述襯底包括凹槽和光電二極管預制備區；

所述凹槽的底部下方填埋有一金屬互聯層；

第一介質層，覆蓋所述光電二極管預制備區處的所述襯底的表面；

氧化層，覆蓋所述凹槽的底部和側壁，并且覆蓋所述第一介質層的表面；

開口，同時穿過所述凹槽內的所述氧化層和所述凹槽的底部的所述襯底，且終止于所述金屬互聯層；

金屬墊，在所述凹槽內部覆蓋所述氧化層的一部分，并填充所述開口且與所述金屬互聯層接觸；

金屬墊隔離層，形成于所述金屬墊表面，用于將所述金屬墊與外界環境進行隔離。

進一步地，所述金屬墊隔離層為采用所述金屬墊對應的金屬材料的氧化物制成的隔離層。

進一步地，所述金屬墊為金屬鋁墊，所述金屬墊隔離層為采用金屬鋁的氧化物制成的隔離層。

進一步地，所述金屬鋁的氧化物為三氧化二鋁。

進一步地，所述金屬墊隔離層的厚度為5nm-10nm。

第二方面，本發明還提供了一種背照式圖像傳感器的背面結構的制備方法，包括：