[发明专利]尺寸减小的背面照射图像传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器及其制造方法，更具体地涉及一种芯片尺寸减小的背面照射图像传感器，该背面照射图像传感器具有设置在该背面照射图像传感器中的像素区域的垂直上部的电容，在该背面照射图像传感器中，光从用户的背面照射，从而减小了芯片尺寸，并且涉及一种制造该背面照射图像传感器的方法。

背景技术

通常，图像传感器是将光图像信号转换为电信号的半导体装置。电荷耦合装置(CCD)包括各自的金属氧化物半导体(MOS)电容，这些电容彼此紧邻以储存并转移电荷载体。CMOS图像传感器已经适应了通过CMOS技术制造与像素一样多的MOS晶体管、并且随后通过MOS晶体管检测输出的切换方案，CMOS技术使用控制电路和信号处理电路作为外围电路。

图1是示意性地图示传统CMOS图像传感器的配置的视图，并且图2是示意性地图示传统CMOS图像传感器的配置的剖视图。

如图1和2所示，传统CMOS图像传感器100包括像素区域120、外围电路130以及电容器区域140。像素区域120包括接收光并产生光电荷的光电二极管，以及将光电荷转移至像素的感应节点的转移晶体管。外围电路区域130通过电信号将感应到的光转换为数据。

在像素区域120中，具有光电二极管PD的像素形成于半导体基底110的表面下方；并且多层绝缘层和多层金属布线层M1和M2连同转移晶体管Tx一起形成于半导体基底110顶部；并且光从半导体基底110的正面照射(正面照射)。

也就是说，由于传统的正面照射图像传感器从基底正面收集光信号(即从光电二极管顶部)，故可能阻碍光的入射的金属布线层不能形成于光电二极管的垂直顶部。因此，除了形成于不阻碍光入射至光电二极管的区域的金属布线层外，其它金属布线和电容器均形成于像素区域外部。

如上所述，传统CMOS图像传感器需要用于在像素区域外部形成电容器的单独区域，因此增加了单位像素的尺寸，故很难减小芯片的尺寸。

发明内容

因此，本发明致力于解决在本领域中出现的问题，本发明的目的是提供一种芯片尺寸减小的背面照射图像传感器，该背面照射图像传感器具有形成于该背面照射图像传感器中的像素区域上部的电容器区域，该像素区域中形成有光电二极管，在该背面照射图像传感器中，光从基底的背面照射，以及一种制造该背面照射图像传感器的方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种芯片尺寸减小的背面照射图像传感器，该背面照射图像传感器接收从半导体基底背面照射的光，该半导体基底中形成有像素区域和外围电路区域，该像素区域包括：光电二极管，形成于半导体基底正面表面下方并被配置为接收从半导体基底背面照射的光并产生光电荷；转移晶体管，被配置为转移由光电二极管产生的光电荷；层间绝缘层，形成于半导体基底正面上方，该半导体基底中形成有光电二极管；至少一个金属布线层，形成于层间绝缘层中并被配置为电连接光电二极管与外围电路区域；以及电容器区域，形成在至少一个金属布线层的最上面的金属布线层上方。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造芯片尺寸减小的背面照射图像传感器的方法，该方法包括：第一步，在半导体基底中区分像素区域和外围电路区域；第二步，在像素区域中的半导体基底正面表面下方形成光电二极管，该光电二极管接收从半导体基底背面照射的光并产生光电荷，并且形成转移由光电二极管产生的光电荷的转移晶体管；第三步，在半导体基底正面上方形成层间绝缘层，该半导体基底中形成有光电二极管；第四步，在层间绝缘层中形成至少一个金属布线层，该金属布线层电连接光电二极管与外围电路区域；以及第五步，在该至少一个金属布线层的最上面的金属布线层上方形成电容器。

附图说明

在结合附图阅读以下详细描述之后，本发明的上述目的、其它特征和优点将变得更加显而易见，在附图中：

图1是示意性地图示传统CMOS图像传感器的配置的视图；

图2是示意性地图示传统CMOS图像传感器的配置的剖视图；

图3是示意性地图示根据本发明的实施方式的芯片尺寸减小的背面照射图像传感器的配置的视图；

图4是示意性地图示根据本发明的实施方式的芯片尺寸减小的背面照射图像传感器的配置的剖视图；

图5是解释根据本发明的实施方式的制造芯片尺寸减小的背面照射图像传感器的方法的流程图。

具体实施方式

更详细地参照本发明的优选实施方式，在附图中示出了本发明的示例。在可能的情况下，在附图和说明书中相同的标号用于指示相同或相似的部件。