[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201811426907.9
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109524429A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 陳峰;陳世杰;趙強;黃曉櫓
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述圖像傳感器包括：半導體襯底，所述半導體襯底內具有光電二極管；網格狀的金屬格柵，所述金屬格柵包括主體部分以及底座部分，所述底座部分位于所述半導體襯底的表面，所述主體部分固定于所述底座部分上；濾鏡結構，位于所述金屬格柵的開口內；其中，越接近所述半導體襯底的表面，所述底座部分的橫截面的面積越大，其中，所述橫截面平行于所述半導體襯底的表面。本發明方案可以有效地降低光學串擾的問題。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

圖像傳感器是攝像設備的核心部件，通過將光信號轉換成電信號實現圖像拍攝功能。以CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensors，簡稱CIS)器件為例，由于其具有低功耗和高信噪比的優點，因此在各種領域內得到了廣泛應用。

以后照式(Back-side Illumination，BSI)CIS為例，在現有的制造工藝中，先在半導體襯底內形成邏輯器件、像素器件以及金屬互連結構，然后采用承載晶圓與所述半導體襯底的正面鍵合，進而對半導體襯底的背部進行減薄，在半導體襯底的背面形成CIS的后續工藝，例如在所述像素器件的半導體襯底背面形成介質層、網格狀的金屬格柵(Grid)，在所述金屬格柵之間的網格內形成濾鏡結構(Color Filter)、透鏡結構(Micro-Lens)等。

在圖像傳感器中，透鏡結構捕捉到入射光之后，經過濾鏡結構過濾，除去非相關光，形成單色光，入射光子到達半導體襯底被像素器件吸收，產生光生載流子。由于在光到達硅襯底之前，容易發生光學串擾導致影響成像效果，因此需要在半導體襯底的表面形成金屬格柵以隔離入射光。

然而在現有技術中，金屬格柵與光電二極管之間具有間隔，例如可以為介質層和半導體襯底的一部分，當光線傳播至濾鏡結構的邊緣時，容易導致光線射入相鄰的光電二極管，產生光學串擾。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，可以有效地降低光學串擾的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器，包括：半導體襯底，所述半導體襯底內具有光電二極管；網格狀的金屬格柵，所述金屬格柵包括主體部分以及底座部分，所述底座部分位于所述半導體襯底的表面，所述主體部分固定于所述底座部分上；濾鏡結構，位于所述金屬格柵的開口內；其中，越接近所述半導體襯底的表面，所述底座部分的橫截面的面積越大，其中，所述橫截面平行于所述半導體襯底的表面。

可選的，所述底座部分的縱截面的形狀為梯形，所述縱截面垂直于所述半導體襯底的表面。

可選的，所述底座部分的橫截面的面積大于所述主體部分的橫截面的面積。

可選的，所述主體部分包括基部和位于所述基部上的頂部，所述頂部的橫截面的面積小于所述基部的橫截面的面積，且越遠離所述半導體襯底的表面，所述頂部的橫截面的面積越小。

可選的，所述頂部的縱截面的形狀為三角形或梯形，所述縱截面垂直于所述半導體襯底的表面。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器的形成方法，包括：提供半導體襯底，所述半導體襯底內具有光電二極管；在所述半導體襯底的表面形成網格狀的金屬格柵，所述金屬格柵包括主體部分以及底座部分，所述底座部分位于所述半導體襯底的表面，所述主體部分固定于所述底座部分；在所述金屬格柵的開口內形成濾鏡結構；其中，越接近所述半導體襯底的表面，所述底座部分的橫截面的面積越大，其中，所述橫截面平行于所述半導體襯底的表面。