[发明专利]CMOS图像传感器及其形成方法

摘要

一种CMOS图像传感器及其形成方法，其中所述CMOS图像传感器CMOS图像传感器由底层信号处理层、中间电容层、图像传感器层构成堆叠的结构，由于信号处理电路和电容制作在不同于图像传感单元所在的衬底上，因而第三衬底上图像传感单元的感光区面积可以做得更大，在保证CMOS图像传感器集成度较高的同时，提高了填充因子的大小；并且中间电容层中的电容的第一电极材料层呈倒“V”型或“U”型，使得单位面积内的第一电极材料层的面积增大，提高了形成的电容的电容值的大小，有利于减小CMOS图像传感器工作时产生的热噪音；并且第一到第四金属互连结构还用于阻挡外部的光线向下传输而产生影响，影响电容和信号处理电路的性能。

主权项

1.一种CMOS图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：提供第一衬底，在所述第一衬底上形成第一介质层；在所述第一介质层上形成若干分立的第一极板；形成覆盖所述第一极板和第一介质层的第二介质层；刻蚀所述第二介质层，在所述第二介质层中形成若干刻蚀槽，每个刻蚀槽暴露出相应的第一极板的表面；在所述刻蚀槽的侧壁和底部表面形成第一电极材料层；在所述第一电极材料层表面和第二介质层表面形成电介质材料层；在刻蚀槽内的电介质材料层表面形成填充剩余刻蚀槽的第二电极材料层；在所述电介质材料层上形成若干分立的第二极板，每个第二极板与相应的第二电极材料层电连接；形成覆盖所述第二极板和电介质材料层的第三介质层，所述第三介质层中形成有若干第一金属互连结构，每个第一金属互连结构与相应的第二极板电连接；提供第二衬底，所述第二衬底上形成有若干分立的信号处理电路；形成覆盖所述第二衬底的第四介质层，所述第四介质层中形成有若干分立的第二金属互连结构，每个第二金属互连结构与相应的信号处理电路电连接；将第三介质层与第四介质层键合，第三介质层中的第一金属互连结构和第四介质层中的第二金属互连结构键合，第一金属互连结构与第二金属互连结构电连接；键合后，去除第一衬底，在第一介质层中形成第三金属互连结构，所述第三金属互连结构与第二极板电连接；提供第三衬底，所述第三衬底上形成有若干分立的图像传感单元；在所述第三衬底上形成第五介质层，所述第五介质层中形成有若干分立的第四金属互连结构，所述第四金属互连结构与图像传感单元电连接；将第一介质层和第五介质层键合，第一介质层中的第三金属互连结构与第五介质层中的第四金属互连结构键合，第三金属互连结构与第四金属互连结构电连接；其中，每个刻蚀槽中包括2个以上的子凹槽；每个子凹槽中形成一个第一子电极材料层；若干第一子电极材料层构成第一电极材料层。