[发明专利]背照式CMOS图像传感器及其形成方法

权利要求书

1.一种背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，所述第一衬底具有正面和背面，在所述第一衬底正面形成有若干像素单元、覆盖第一衬底的正面和像素单元的第一层间介质层、位于所述第一层间介质层中的互连层；

提供第二衬底，将所述第二衬底与第一衬底在正面方向上键合；

在第一衬底背面形成通孔，所述通孔露出第一层间介质层；

直接在所述第一衬底背面上和通孔底部、侧壁形成等离子体阻挡层；

在所述通孔底部的等离子体阻挡层和第一层间介质层中形成接触孔，所述接触孔露出所述互连层；

在所述等离子体阻挡层上和通孔中、接触孔中形成导电材料，所述导电材料填充满通孔和接触孔；

干法刻蚀去除所述通孔外的导电材料，所述通孔和接触孔内剩余的导电材料作为导电层，所述等离子体阻挡层用于阻挡干法刻蚀过程中等离子体向衬底中扩散；

在干法刻蚀去除所述通孔外的导电材料时或之后，去除所有像素单元上方的等离子体阻挡层。

2.如权利要求1所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述等离子体阻挡层的材料为Al₂O₃、Ta₂O₅或TiO₂。

3.如权利要求2所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，使用原子层沉积法或物理气相沉积法形成所述等离子体阻挡层。

4.如权利要求3所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述原子层沉积过程的温度范围为270℃～330℃。

5.如权利要求2所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述等离子体阻挡层的材料为Al₂O₃，其厚度范围为

6.如权利要求1所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，在形成所述接触孔之前，使用TEOS沉积工艺，在所述等离子体阻挡层上形成氧化硅层；

所述导电材料覆盖氧化硅层。

7.如权利要求6所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述TEOS沉积过程的温度范围为200℃～500℃，反应腔内的压力范围为3t～20t。

8.如权利要求6所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，所述氧化硅层的厚度范围为：

9.如权利要求6所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述等离子体阻挡层上形成氧化硅层后，在形成所述接触孔之前，对所述等离子体阻挡层和氧化硅层进行退火处理。

10.如权利要求9所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述退火过程中的温度范围为270℃～330℃，退火时间范围为20min～40min。

11.如权利要求1所述的背照式CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一衬底背面形成通孔之前，在所述第一衬底背面形成第二层间介质层，所述通孔还形成在第二层间介质层中，所述等离子体阻挡层覆盖第二层间介质层；

在所述第二层间介质层上形成若干滤光片、位于每个所述滤光片上的透镜，所有滤光片与像素单元在垂直于第一衬底背面的方向上一一对准。