[发明专利]背照式图像传感器及其形成方法

说明书

本发明公开了一种背照式图像传感器，包括半导体衬底，所述半导体衬底具有正表面和背表面；设于所述半导体衬底内的浅隔离槽和感光单元；设于所述半导体衬底内的深隔离槽；覆盖所述半导体衬底的正表面的第一介质层，所述第一介质层包括金属互连结构；覆盖所述半导体衬底的背表面的第二介质层，所述第二介质层包括金属栅格和导通结构，所述导通结构的一端与金属栅格导通，另一端与焊盘结构导通；焊盘结构，贯穿所述半导体衬底和所述第二介质层，且与所述金属互连结构连通。该背照式图像传感器的工艺步骤相比现有结构能够减少光罩版的使用，同时能实现金属栅格电势调节，减少工艺步骤，节约成本及改善图像传感器性能。

技术领域

本发明涉及涉及半导体集成电路制造工艺技术领域，尤其涉及一种背照式图像传感器及其形成方法。

背景技术

目前，CMOS图像传感器广泛应用于手机、数码相机、医疗器械、汽车电子、安防监控等多个领域。CMOS图像传感器的像元结构也经历了从以往的前照式像元结构往背照式像元结构发展的趋势，现在背照式像元结构基本成为了主流。因为前照式结构，入射光线需要穿过金属互连层及介质层，之后才能到达感光区，入射光在此过程中受到了一定程度的损失。而背照式像元结构入射光可以直接进入到感光区，中间几乎无任何损失，填充因子基本可以达到百分之百，极大的提高了灵敏度性能。

在图像传感器中主要存在两种形式的串扰，分别是光学串扰及电子串扰。光串扰主要是由于光线入射到相邻的像素引起的。电子串扰是指电子扩散或漂移到其他像素引起。现有的技术中常用深沟道隔离来改善电子串扰，用金属栅格隔离改善光学串扰。背照式像元基本结构中金属栅格通过导通结构与硅衬底相连接，为此需要额外增加一张光罩版制作导通结构才能实现将金属栅格与硅衬底相连，进而将电荷导出，工艺步骤增多，导致成本增加。

发明内容

本发明实施例提供一种背照式图像传感器，用以减少工艺步骤，节约成本及改善图像传感器性能。

第一方面，本发明提供一种背照式图像传感器，包括：半导体衬底100，所述半导体衬底具有正表面1001和背表面1002；设于所述半导体衬底100内的浅隔离槽101和感光单元102；设于所述半导体衬底100内的深隔离槽103；覆盖所述半导体衬底的正表面的第一介质层200，所述第一介质层200包括金属互连结构201；覆盖所述半导体衬底100的背表面的第二介质层300，所述第二介质层300包括金属栅格301和导通结构500，所述导通结构500的一端与金属栅格301导通，另一端与焊盘结构400导通；焊盘结构400，贯穿所述半导体衬底100和所述第二介质层300，且与所述金属互连结构201连通。

本发明提供的背照式图像传感器的有益效果在于，该结构的工艺步骤相比现有结构能够减少一张光罩版的使用，同时能实现金属栅格电势调节，减少工艺步骤，节约成本及改善图像传感器性能。对连接的焊盘可以自由选择，可以是接地的焊盘，可以是接电势的焊盘，此优点在于可以对金属栅格进行电势调节，有利于改善图像传感器性能。

可选地，金属栅格301在所述第二介质层300围成对应于所述光电二极管的开口。金属栅格301，主要用于改善光学串扰。

可选地，导通结构500的宽度不超过金属栅格301的最大尺寸。

可选地，所述第一介质层还包括外围电路202，所述外围电路202用于实现信号传输或信号处理。

可选地，所述深隔离槽(103)和所述浅隔离槽(101)位于不同的所述感光单元(102)之间，用于隔离不同的所述感光单元(102)，所述深隔离槽103在所述浅隔离槽101的竖直方向，且与所述浅隔离槽101之间可以存在空隙，也可以相接。深隔离槽103用于改善电学串扰。