[發明專利]一種避免邊緣出現雜散信號的背照式CCD結構

有效

• 申請號: 202110394941.8
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113113441B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 汪朝敏;周建勇;韓恒利;王廷棟;江海波;何達;陳順昌;尹俊;王小東;劉昌林
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H01L27/148
• 分類號: H01L27/148
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

本發明屬于CCD器件技術領域，特別涉及一種避免邊緣出現雜散信號的背照式CCD結構，該結構包括：襯底、背面介質層以及背面金屬層；所述背面介質層設置在所述襯底上，所述背面金屬層設置在所述背面介質層上；所述背面介質層上設置有接觸孔，所述接觸孔將背面金屬層與襯底連通，形成背照式CCD結構；本發明通過在背面介質層設置接觸孔，使得背面金屬層與芯片襯底電學互聯，形成低阻回路，避免了由于襯底回路不暢導致的圖像邊緣呈現亮條的缺陷。

技術領域

本發明屬于CCD器件技術領域，特別涉及一種避免邊緣出現雜散信號的背照式CCD結構。

背景技術

背照電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器從背面進光，避免了正面多晶硅對光的吸收，較正照CCD可提高2—3倍的響應度。但背照CCD芯片厚度約為15微米，遠低于正照CCD的典型值500微米，芯片厚度的減薄帶來襯底回路電阻的增大，回路電阻的增大使得圖像邊緣出現雜散信號。對背照CCD圖像邊緣出現的雜散信號，傳統的減弱措施有：通過芯片正面結構改善襯底回路、降低背照CCD的工作頻率、通過制冷降低芯片工作溫度、設計冗余像元后信號處理時去除有雜散信號的像元，效果均不明顯，未根本解決背照CCD邊緣雜散信號的問題。

發明內容

為解決以上現有技術問題，本發明提出了一種避免邊緣出現雜散信號的背照式CCD結構，該結構包括光敏區、存儲區以及水平CCD，光敏區與存儲區連接，水平CCD與存儲區連接，形成背照式CCD結構；所述背照式CCD結構從下到上依次包括：芯片襯底、背面介質層以及背面金屬層；所述背面介質層上設置有接觸孔；背面金屬層上設置有與背面介質層接觸孔相對應的金屬柱；金屬層上的金屬柱通過背面介質層的接觸孔中與芯片襯底接觸，實現電學連通，形成背照式CCD結構。

優選的，背面介質層上至少設置有1個接觸孔。

優選的，芯片襯底為減薄的硅襯底；通過對硅襯底進行減薄處理，增加CCD的量子效率。

進一步的，芯片襯底的厚度為15μm。

優選的，背面介質層為半導體材料；所述半導體材料為氮化硅或者二氧化硅。

優選的，背面金屬層為金屬材料，所述金屬材料為鋁。

本發明通過在背面金屬層設置接觸孔，通過該孔使得背面金屬層與芯片襯底互聯，形成低阻回路，避免了由于襯底回路不暢導致的圖像邊緣呈現亮條的缺陷。

附圖說明

圖1為本發明的CCD圖像傳感器平面結構示意圖；

圖2為傳統的背照式CCD剖面結構示意圖；

圖3為本發明的背照式CCD剖面結構示意圖；

圖4為未采用本發明的CCD成像效果圖；

圖5為本發明CCD成像效果圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將結合附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在不付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，傳統的背照式CCD結構包括光敏區、存儲區以及水平CCD，光敏區與存儲區連接，水平CCD與存儲區連接，形成背照式CCD結構；所述光敏區根據光照影響形成光電流，將光敏區產生的光電流存儲在存儲區中，再將存儲區存儲的光電流傳輸到水平CCD中進行處理，得到傳輸信號。傳統的背照式CCD結構如圖2所示，包括：從下到上依次為芯片襯底、背面介質層以及背面金屬層，所述介質層的各個結構中芯片襯底與背面金屬層處于不導通狀態。傳統的背照式CCD工作時，由于芯片襯底與背面金屬層之間不導通，在對芯片襯底進行減薄處理過程中，使得芯片襯底的回路電阻增大，從而使CCD成像中出現散雜信號。