[发明专利]BSI芯片中的多金属膜叠层

说明书

相关申请的交叉参考

本申请是于2012年9月5日提交并且名称为“Multiple Metal Film Stack in BSI Chips”的申请号为13/604,380的以下共同转让的美国专利申请的部分继续申请，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地来说，涉及半导体器件及其制造方法。

背景技术

背照式(BSI)图像传感器芯片由于在捕捉光子期间的更高效率而代替前照式传感器芯片。在形成BSI图像传感器芯片时，图像传感器和逻辑电路形成在晶圆的半导体衬底中，随后，在硅芯片的正面上形成互连结构。

BSI图像传感器芯片中的图像传感器响应于光子的激发而生成电信号。电信号(诸如，光-电流)的幅度取决于由相应的图像传感器所接收到的入射光的强度。然而，图像传感器具有非光学生成信号，其包括泄漏信号、热生成信号、暗电流等。从而，通过图像传感器所生成的电信号需要被校准，使得从图像传感器的输出信号消除非期望信号。为了消除非光学生成信号，黑色参考图像传感器被形成并且用于生成非光学生成信号。因此，黑色参考图像传感器防止接收光信号。

黑色参考图像传感器被金属屏蔽层覆盖，该金属屏蔽层形成在半导体衬底的背面上，在该半导体衬底中形成图像传感器。而且，在半导体衬底的背面上还形成背面金属焊盘以用于结合或测试。金属屏蔽层和背面金属焊盘中的每个的形成都包括沉积步骤和图案化步骤。因此，在直接位于图像传感器上方的区域中，当形成金属屏蔽层时实施金属沉积和蚀刻步骤，并且当形成背面金属焊盘时实施金属沉积和蚀刻步骤。可以使用等离子体实施沉积步骤和蚀刻步骤。结果，图像传感器会损坏或劣化。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种器件，包括：半导体衬底；黑色参考电路，位于所述半导体衬底中；金属焊盘，位于所述半导体衬底的正面且位于所述半导体衬底下方；第一导电层，包括：第一部分，穿过所述半导体衬底以连接至所述金属焊盘；和第二部分，在所述半导体衬底的背面上形成金属屏蔽层，所述金属屏蔽层与所述黑色参考电路对准，并且互连所述第一部分和所述第二部分以形成连续区域；第二导电层，包括位于所述第一导电层的第一部分上方并与所述第一导电层的第一部分接触的第一部分，其中，所述第一导电层的第一部分和所述第二导电层的第一部分形成第一金属焊盘；以及介电层，位于所述第一导电层的第二部分上方并与所述第一导电层的第二部分接触。

在该器件中，所述第一导电层进一步包括形成金属网格的第三部分，并且所述第二导电层没有延伸到所述金属网格上方。

在该器件中，所述金属网格电连接至所述第一金属焊盘。

在该器件中，所述金属网格和所述金属屏蔽层形成所述第一导电层的连续区域。

该器件进一步包括：与所述金属网格对准的图像传感器。

该器件进一步包括：外围电路；以及所述第一导电层的第三部分，形成与所述外围电路重叠的附加金属屏蔽层，所述第一部分、所述第二部分以及所述第三部分形成所述第一导电层的连续区域。

该器件进一步包括：外围电路；所述第一导电层的第三部分，形成与所述外围电路重叠的附加金属屏蔽层；以及第二金属焊盘，包括：所述第一导电层的第四部分，穿过所述半导体衬底；和所述第二导电层的第二部分，位于所述第一导电层的第四部分上方并与所述第一导电层的第四部分接触，其中，所述附加金属屏蔽层电连接至所述第二金属焊盘并与所述第一金属焊盘断开电连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种器件，包括：半导体衬底；金属焊盘，位于所述半导体衬底的正面上且位于所述半导体衬底下方；金属线，位于所述半导体衬底的所述正面；第一导电层，包括：第一部分，穿过所述半导体衬底以连接至所述金属焊盘；第二部分，位于所述半导体衬底上方并与其间隔开；第三部分，形成导电塞，以与所述半导体衬底物理接触，所述第一部分、所述第二部分以及所述第三部分形成所述第一导电层的连续区域；第四部分，穿过所述半导体衬底以连接至所述金属线，所述第四部分与所述第一导电层的第一部分、第二部分和第三部分断开物理连接；以及第二导电层，包括：第一部分，位于所述第一导电层的第一部分上方并与所述第一导电层的第一部分接触，并且与所述第一导电层的第一部分一起形成第一金属焊盘；以及第二部分，位于所述第一导电层的第四部分上方并与所述第一导电层的第四部分接触，并且与所述第一导电层的第四部分一起形成第二金属焊盘，其中，所述第一金属焊盘和所述第二金属焊盘相互电连接。