[发明专利]一种背照式图形传感器的制造方法

说明书

本发明公开了一种背照式图形传感器的制造方法，包括：对像元芯片背面进行硅片减薄处理，在像元芯片背面表面依次沉积抗反射介质层和第一保护层，在第一保护层上形成不同颜色的滤色薄膜，各滤色薄膜之间具有连通的间隙，在滤色薄膜表面保形地沉积第二保护层，沿间隙位置定义出连通的深沟槽区域，刻蚀形成深沟槽，对深沟槽先后沉积介质阻挡层、金属阻挡层，并填充金属，对表面金属进行CMP抛光，并沉积介质覆盖层。本发明通过先完成滤色薄膜工艺，再采用第二保护层介质层全覆盖滤色薄膜，并进一步将深沟槽工艺与金属格栅工艺同步完成，可减少一个光刻步骤和金属格栅相关的工艺步骤，从而使成本得到降低。

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺技术领域，更具体地，涉及一种背照式CMOS图形传感器的制造方法。

背景技术

随着智能手机和平板电脑的普及，CMOS图形传感器(CIS)产品需求与日俱增，智能手机摄像头的配置一般在300万像素以上，一些高端智能机甚至配有800万以上像素的摄像头。这些高端应用对CIS产品性能有了更高的要求，包括像素、分辨率、功耗、物理尺寸等。因此，以Sony(索尼)公司为首的CIS产品供应商们都在着力开发背照式图形传感器技术(BSICIS)，来进一步提高CIS产品的感光度和降低像元信号之间干扰，支持高端智能机的摄像需求。背照式图形传感器以3D CIS技术为研究热点，把图形传感器芯片和数字信号处理器芯片通过TSV(硅通孔)垂直互连在一起，能够有效减少封装尺寸、减低功耗。

目前已量产的3D CIS产品工艺，包括以下步骤：

将像元芯片(图形传感器芯片)和数控芯片(数字信号处理器芯片)采用SiO₂-SiO₂直接键合工艺垂直粘接在一起；

对像元芯片进行背面减薄工艺，减薄硅的厚度，接近受过注入的感光区；

从像元芯片背面对感光单元之间进行深沟槽隔离工艺(Deep TrenchIsolation)，在深沟槽内先后填入介质和金属，实现感光单元之间的电隔离和光隔离；

在感光单元之间进行金属格栅工艺，金属格栅可以吸收杂散光，减少信号干扰；

在像元阵列旁的控制电路区域进行背面TSV工艺，分别连接像元芯片的第一层金属层和数控芯片的顶层金属层；

采用铝布线将TSV引出，形成Wire bond(键合金线)所需的Al Pad(焊盘)；

在感光区先后形成透过不同可见光的滤色薄膜，并最后在滤色薄膜上方制作显微透镜。

上述现有的3D背照式图形传感器技术都是自下而上地依次完成各种背面加工，其滤色薄膜工艺是在深沟槽工艺、金属格栅工艺之后再进行的。从工艺集成难度来看，这是比较容易实现且易于工艺控制的，但这样做工艺步骤较多，成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种背照式图形传感器的制造方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种背照式图形传感器的制造方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供一具有像元芯片的硅片，对所述像元芯片背面进行硅片减薄处理；

步骤S02：在减薄后的像元芯片背面表面依次沉积抗反射介质层和第一保护层；

步骤S03：在第一保护层上形成不同颜色的滤色薄膜；其中，各所述滤色薄膜之间具有相连通的间隙；

步骤S04：在滤色薄膜表面保形地沉积第二保护层；

步骤S05：沿间隙位置定义出连通的深沟槽区域；

步骤S06：刻蚀形成深沟槽；