[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201811474967.8
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109585484A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 周艮梅;金子貴昭;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；金屬層間介質層，位于所述半導體襯底的正面，所述金屬層間介質層內形成有金屬互連結構；反射金屬層，位于所述金屬層間介質層的表面；濾鏡結構，位于所述半導體襯底的背面；其中，所述反射金屬層的反射面朝向所述光電二極管，用于將入射至所述反射面的光線反射回光電二極管。本發明方案可以提高光線的吸收量，增加圖像傳感器的靈敏度。

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。以互補金屬氧化物半導體圖像傳感器(CMOS Image Sensors，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。

以背照式(Back-side Illumination，BSI)CIS為例，在現有的制造工藝中，先在半導體襯底內部及表面形成邏輯器件、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，進而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網格狀的格柵(Grid)，在所述格柵之間的網格內形成濾光鏡(Filter)矩陣等。其中，所述像素器件可以包括光電二極管。

3維堆棧式(3D-Stack)CIS被開發出來，以支持對更高質量影像的需求。具體而言，3D-Stack CIS可以對邏輯晶圓以及像素晶圓分別進行制作，進而將所述邏輯晶圓的正面以及所述像素晶圓的正面鍵合，由于像素部分和邏輯電路部分相互獨立，因此可針對高畫質的需求對像素部分進行優化，針對高性能的需求對邏輯電路部分進行優化。

然而在現有的圖像傳感器中，由于光線在硅襯底中的吸收深度不同，一部分光線會穿透光電二極管而未能被吸收，導致量子效率下降，影響圖像傳感器的成像質量。

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，可以提高光線的吸收量，增加圖像傳感器的靈敏度。

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；金屬層間介質層，位于所述半導體襯底的正面，所述金屬層間介質層內形成有金屬互連結構；反射金屬層，位于所述金屬層間介質層的表面；濾鏡結構，位于所述半導體襯底的背面；其中，所述反射金屬層的反射面朝向所述光電二極管，用于將入射至所述反射面的光線反射回光電二極管。

可選的，所述反射金屬層的反射面具有凹陷部，所述凹陷部向遠離所述光電二極管的方向凹陷。

可選的，所述凹陷部的縱截面的形狀為弧形、三角形或梯形；其中，所述縱截面的方向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正面形成金屬層間介質層，所述金屬層間介質層內形成有金屬互連結構；在所述金屬層間介質層的表面形成反射金屬層；在所述半導體襯底的背面形成濾鏡結構；其中，所述反射金屬層的反射面朝向所述光電二極管，用于將入射至所述反射面的光線反射回光電二極管。