[發明專利]背照式圖像傳感器基板及背照式圖像傳感器的制造方法

在審

• 申請號: 202011347892.4
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112366211A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 謝巖;胡勝;鄒浩;劉選軍;劉天建;葉國梁
• 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: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種背照式圖像傳感器基板、背照式圖像傳感器制造方法，其通過在金屬材料層上形成第一氮化層，并對第一氮化層和金屬材料層同時執行第一干法刻蝕工藝，以在刻蝕金屬材料層的過程中轟擊第一氮化層，以使第一氮化層中的氮原子或氮離子逸出。逸出的氮原子或氮離子在形成金屬柵格層的過程中，與位于第二開口側壁的金屬發生反應生成氮化金屬層，以保護位于第二開口側壁的金屬柵格不被侵蝕，如此一來，使得形成的金屬柵格層的側壁比較比較平滑，形貌較佳。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種背照式圖像傳感器基板及背照式圖像傳感器的制造方法。

背景技術

背照式(BSI)傳感器的光是從襯底的背面而不是正面進入襯底的，因為減少了光反射，BSI傳感器能夠比前照式傳感器捕捉更多的圖像信號。目前，堆棧式CMOS圖像傳感器(Ultra-Thin Stacked CMOS ImageSensor，UTS CIS)通過硅穿孔(TSV:through Si Via)將邏輯運算芯片與像素(光電二極管)陣列芯片進行三維集成，一方面在保持芯片體積的同時，提高了傳感器陣列尺寸和面積，另一方面大幅度縮短功能芯片之間的金屬互聯，減小發熱、功耗、延遲，提高了芯片性能。

在堆棧式CMOS圖像傳感器(UTS)中，設置金屬柵格，并利用金屬柵格(metal grid)的不透光特性，防止不同像素(光電二極管)之間的光的串擾，金屬柵格的形貌很大程度上影響了背照式圖像傳感器的性能，而現有技術的金屬柵格制備工藝中形成的金屬柵格的側壁形貌不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供一種背照式圖像傳感器基板及背照式圖像傳感器的制造方法，以解決現有背照式(BSI)傳感器中的金屬柵格側壁形貌不佳的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種背照式圖像傳感器基板，包括襯底、依次形成在所述襯底上的金屬材料層和具有多個第一開口的第一氮化層，多個所述第一開口的圖案構成金屬柵格圖案；

以及，所述第一氮化層用于在以所述第一氮化層為掩模執行第一干法刻蝕工藝，以刻蝕所述金屬材料層形成具有多個第二開口的金屬柵格層，并且還用于在執行所述第一干法刻蝕工藝時被轟擊以逸出氮原子或氮離子，以與位于所述第二開口側壁的金屬材料發生反應生成金屬氮化物。

可選的，所述第一氮化層的材料包括氮化硅或氮氧化硅。

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括形成在所述第一氮化層上的第一氧化層。

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括形成在所述金屬材料層上，且位于所述金屬材料層和所述第一氮化層之間的第二氧化層。

可選的，所述第一氮化層的厚度為所述第一氧化層的厚度為所述第二氧化層的厚度為

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括依次形成在所述襯底上，且位于所述襯底和所述金屬材料層之間的第二氮化材料層和第三氧化材料層，所述第二氮化材料層用于在刻蝕其上方的第三氧化材料層時使刻蝕停止于所述第二氮化材料層上。

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括形成在所述襯底上，且位于所述襯底和所述第二氮化材料層之間的第四氧化層。

可選的，所述第二氮化材料層的材料為氮化硅或氮氧化硅，所述第三氧化材料層和所述第四氧化層的材料為氧化硅。

可選的，所述第二氮化材料層的厚度為：所述第三氧化材料層的厚度為：所述第四氧化層的厚度為：

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括形成在所述襯底上，且位于所述襯底和所述第四氧化層之間的高K電介質層，所述高K電介質層中的介電常數大于25。

可選的，所述背照式圖像傳感器基板還包括形成在所述襯底上，且位于所述襯底和所述高K電介質層之間的介質層。