[發(fā)明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810455117.7
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108666334A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何延強(qiáng);林宗德;黃仁德;李曉明;何玉坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德淮半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 徐文欣;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，其中形成方法包括：提供基底，所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū)，所述第一區(qū)基底內(nèi)具有光電摻雜區(qū)，所述基底包括相對(duì)的第一面和第二面；在所述第二區(qū)基底內(nèi)形成第一開(kāi)口，所述第一面暴露出第一開(kāi)口；在所述第一開(kāi)口內(nèi)形成連接層，連接層包括相對(duì)的第三面和第四面，且第一開(kāi)口暴露出三面；在所述第三面和第一面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層內(nèi)具有第一插塞，所述第一插塞與第三面接觸；在所述第二區(qū)基底內(nèi)形成第二開(kāi)口，所述第二面暴露出第二開(kāi)口，且所述第二開(kāi)口底部暴露出連接層的第四面。所述方法能夠增加量子轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，降低形成貫穿基底的開(kāi)口結(jié)構(gòu)的難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器是將光學(xué)圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器是一種快速發(fā)展的固態(tài)圖像傳感器，由于CMOS圖像傳感器中的圖像傳感器部分和控制電路部分集成于同一芯片中，因此CMOS圖像傳感器的體積小、功耗低、價(jià)格低廉，相較于傳統(tǒng)的CCD(電荷耦合)圖像傳感器更具優(yōu)勢(shì)，也更易普及。

現(xiàn)有的CMOS圖像傳感器中包括用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電傳感器，所述光電傳感器為形成于硅襯底中的光電二極管。此外，在形成有光電二極管的硅襯底表面還形成有介質(zhì)層，所述介質(zhì)層內(nèi)形成有金屬互聯(lián)層，所述金屬互聯(lián)層用于使光電二極管與外圍電路電連接。對(duì)于上述CMOS圖像傳感器來(lái)說(shuō)，所述硅襯底具有介質(zhì)層和金屬互聯(lián)層的一面為CMOS圖像傳感器的正面，與正面相對(duì)的一面為CMOS圖像傳感器的背面，根據(jù)光線照射方向的差異，所述CMOS圖像傳感器能夠分為前照式(Front-side Illumination，F(xiàn)SI)CMOS圖像傳感器和后照式(Back-side Illumination，BSI)CMOS圖像傳感器。

對(duì)于前照式CMOS圖像傳感器，光線照射到CMOS圖像傳感器的正面，然而，由于所述光線需要穿過(guò)介質(zhì)層和金屬互聯(lián)層之后才能夠照射到光電二極管，由于光線路徑中的介質(zhì)層和金屬互聯(lián)層較多，會(huì)限制光電二極管所吸收的光量，造成量子效率降低。對(duì)于背照式CMOS圖像傳感器，光線自CMOS圖像傳感器的背面入射到光電二極管，從而消除了光線的損耗，光子到電子的轉(zhuǎn)換效率提高。

然而，現(xiàn)有的背照式CMOS圖像傳感器的性能仍較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，以提高圖像傳感器的性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供基底，所述基底包括第一區(qū)和第二區(qū)，所述第一區(qū)基底內(nèi)具有光電摻雜區(qū)，所述基底包括相對(duì)的第一面和第二面；在所述第二區(qū)基底內(nèi)形成第一開(kāi)口，所述第一面暴露出第一開(kāi)口；在所述第一開(kāi)口內(nèi)形成連接層，所述連接層包括相對(duì)的第三面和第四面，且所述第一開(kāi)口暴露出第三面；在所述第三面和第一面形成介質(zhì)層，所述介質(zhì)層內(nèi)具有第一插塞，且所述第一插塞與第三面接觸；在所述第二區(qū)基底內(nèi)形成第二開(kāi)口，所述第二面暴露出第二開(kāi)口，且所述第二開(kāi)口底部暴露出連接層的第四面。

可選的，形成所述第二開(kāi)口之后，所述形成方法還包括：在所述第二開(kāi)口的側(cè)壁形成第一保護(hù)層；形成所述第一保護(hù)層之后，在所述第二開(kāi)口內(nèi)形成第二插塞，所述第二插塞充滿第二開(kāi)口。

可選的，基底的厚度為：4微米～6微米。

可選的，所述第一開(kāi)口的深度為：2.4微米～2.6微米；所述第一開(kāi)口的寬度為：1.0微米～1.2微米。

可選的，所述第二開(kāi)口的深度為2.4微米～2.6微米；所述第二開(kāi)口的寬度為：0.8微米～1.0微米。

可選的，所述連接層的形成方法包括：在所述第一開(kāi)口內(nèi)和第一面形成連接材料膜；平坦化所述連接材料膜，直至暴露出第一面；暴露出第一面之后，回刻蝕部分連接材料膜，形成連接層，所述連接層的第三面低于第一面。

可選的，所述連接材料膜的材料為金屬。