CN105390516A - 一种背照式影像传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种背照式影像传感器及其制备方法，通过在进行金属栅格底端粘合层，金属层镀膜制程之后；于金属层之上沉积抗反射层，最后通过图形和刻蚀形成上表面具有抗反射层的若干金属栅格，该抗反射层可以降低金属栅格的反射率，进而达到降低背照式图像传感器的噪音的效果，且该工艺简单易行，能够适应于不同的金属栅格工艺。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种背照式影像传感器及其制备方法。
背景技术
随着半导体技术的快速发展，半导体器件用于各种电子应用，诸如个人计算机、移动电话、数码相机和其他电子设备。其中，背照式(BSI)图像传感器是光从衬底的背面而不是正面进入衬底的CMOS图像传感器。因为减少了光反射，BSI传感器能够比前照式传感器捕捉更多的图像信号。目前，背照式影像传感器作为摄像头芯片的一种，已经占据的绝大部分市场，其中的背面金属栅格层的工艺优化一直在被研究；背照式影像传感器金属栅格由于具有不透光特性，从而可以防止不同像素(光电二极管)之间的光的串扰；但是由于金属的反射性很好，因此光线容易被反射，再经过模组的光学原件会被反射回来，造成噪音，这是本领域技术人员所不愿意看到的。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明公开了一种背照式影像传感器，该背照式影像传感器包括：
半导体衬底，具有正面和相对所述正面的背面，且所述半导体衬底中设置有若干光电二极管；
若干金属栅格，设置于所述半导体衬底的背面上方，以防止所述光电二极管之间的光的串扰；
其中，若干所述金属栅格的上表面均设置有抗反射层。
上述的背照式影像传感器，其中，所述抗反射层的材质为氮氧化硅或氮化钛。
上述的背照式影像传感器，其中，所述金属栅格包括底端粘合层和覆盖所述底端粘合层上表面的金属层。
上述的背照式影像传感器，其中，所述底端粘合层的材质为氮化钛。
上述的背照式影像传感器，其中，所述金属层的材质为铝、铜或钨。
本发明还公开了一种背照式影像传感器的制备方法，该方法包括如下步骤：
提供一具有正面和背面的半导体衬底，且所述半导体衬底中形成有若干光电二极管；
于所述半导体衬底的背面上方形成若干金属栅格，以防止所述光电二极管之间的光的串扰；
其中，若干所述金属栅格的上表面均具有抗反射层。
上述的背照式影像传感器的制备方法，其中，所述抗反射层的材质为氮氧化硅或氮化钛。
上述的背照式影像传感器的制备方法，其中，形成上表面均具有所述抗反射层的若干所述金属栅格的方法包括：
按照从下至上的顺序依次于所述半导体衬底的背面上方形成底端粘合层、金属层；
于所述金属层的上表面形成抗反射层；
于所述抗反射层上表面形成一层光刻胶，并对所述光刻胶进行图案化工艺，以形成若干具有栅极图形的光阻；
以所述若干具有栅极图形的光阻为掩膜，按照从上至下的顺序依次刻蚀抗反射层、金属层和底端粘合层以于所述半导体衬底的背面上方形成若干上表面均具有所述抗反射层的所述金属栅格。
上述的背照式影像传感器的制备方法，其中，所述底端粘合层的材质为氮化钛。
上述的背照式影像传感器的制备方法，其中，所述金属层的材质为铝、铜或钨。
上述发明具有如下优点或者有益效果：
本发明公开了一种背照式影像传感器及其制备方法，通过在进行金属栅格底端粘合层，金属层镀膜制程之后；于金属层之上沉积抗反射层，最后通过图形和刻蚀形成上表面具有抗反射层的若干金属栅格，该抗反射层可以降低金属栅格的反射率，进而降低背照式图像传感器的噪音，且该工艺简单易行，能够适应于不同的金属栅格工艺。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例中背照式影像传感器的结构示意图；
图2是本发明实施例中背照式影像传感器的制备方法的流程图；
图3～7是本发明实施例中背照式影像传感器的制备方法的流程结构示意图；
图8是上表面具有抗反射层的金属栅格和上表面不具有抗反射层的金属栅格的反射率数据对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
实施例一：
如图1所示，本实施例涉及一种背照式影像传感器，该背照式影像传感器包括具有正面和背面的半导体衬底100，该半导体衬底中设置有若干光电二极管101(像素)形成的光电二极管阵列(像素阵列)；该背照式影像传感器还包括设置于半导体衬底100的背面上方的若干金属栅格102，上述若干金属栅格102可以防止不同的光电二极管101之间的光的串扰；其中，若干金属栅格102的上表面均设置有抗反射层103，以降低金属栅格102的光反射率，进而达到降低背照式图像传感器噪音的效果。
在本发明一个优选的实施例中，上述抗反射层103的材质为氮氧化硅或氮化钛。
在本发明一个优选的实施例中，上述金属栅格102包括底端粘合层1021和覆盖底端粘合层1021上表面的金属层1022。
在此基础上，进一步的，上述底端粘合层1021的材质为氮化钛。
在此基础上，进一步的，上述金属层1022的材质为铝、铜或钨。
实施例二：
如图2所示，本实施例涉及一种背照式影像传感器的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一、提供一具有正面和背面的半导体衬底1，且该半导体衬底1中设置有若干光电二极管2(像素)形成的光电二极管阵列(像素阵列)；如图3所示的结构。
步骤二、于半导体衬底1的背面上方形成底端粘合层3；在本发明的实施例中，该底端粘合层3是在高温真空条件于半导体衬底1的背面上方采用物理离子溅射形成。优选的，该底端粘合层3的材质为氮化钛；如图4所示的结构。
步骤三、于底端粘合层3的上表面形成金属层4；在本发明的实施例中，该金属层4是在高温真空条件于底端粘合层3的上表面采用物理离子溅射形成。优选的，该金属层4的材质为铝、铜或钨；如图5所示的结构。
步骤四、于金属层4的上表面形成抗反射层5；在本发明的实施例中，该抗反射层5是在高温真空条件于金属层4的上表面采用物理离子溅射形成。优选的，该抗反射层5的材质为氮氧化硅或氮化钛；如图6所示的结构。
步骤五、于抗反射层5的上表面形成一层光刻胶，并对具有光刻胶进行图案化工艺，以形成若干具有栅极图形的光阻，该光刻工艺可以采用本领域技术人员所熟知的技术，在此便不予赘述。
步骤六、以若干具有栅极图形的光阻为掩膜，按照从上至下的顺序依次刻蚀抗反射层5、金属层4和底端粘合层3以于具有半导体衬底1的背面上方形成上表面均具有抗反射层5的若干金属栅格，在本发明的实施例中，该若干金属栅格可以防止不同的光电二极管2之间的光的串扰，且该抗反射层5可以降低金属栅格的光反射率，进而达到降低背照式图像传感器噪音的效果；如图7所示的结构。
如图8所示，通过拟合不同厚度的抗反射层，可以得到这种工艺能够将金属栅格的反射率降低到40％以下。
不难发现，本实施例为与上述背照式影像传感器的实施例相对应的方法实施例，本实施例可与上述背照式影像传感器的实施例互相配合实施。上述背照式影像传感器的实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述背照式影像传感器的实施例中。
综上，本发明公开了一种背照式影像传感器及其制备方法，通过在进行金属栅格底端粘合层，金属层镀膜制程之后；于金属层之上沉积抗反射层，最后通过图形和刻蚀形成上表面具有抗反射层的若干金属栅格，该抗反射层可以降低金属栅格的反射率，进而达到降低背照式图像传感器的噪音的效果，且该工艺简单易行，能够适应于不同的金属栅格工艺。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种背照式传感器，其特征在于，包括：
半导体衬底，具有正面和相对所述正面的背面，且所述半导体衬底中设置有若干光电二极管；
若干金属栅格，设置于所述半导体衬底的背面上方，以防止所述光电二极管之间的光的串扰；
其中，若干所述金属栅格的上表面均设置有抗反射层。
2.如权利要求1所述的背照式传感器，其特征在于，所述抗反射层的材质为氮氧化硅或氮化钛。
3.如权利要求1所述的背照式传感器，其特征在于，所述金属栅格包括底端粘合层和覆盖所述底端粘合层上表面的金属层。
4.如权利要求1所述的背照式传感器，其特征在于，所述底端粘合层的材质为氮化钛。
5.如权利要求1所述的背照式传感器，其特征在于，所述金属层的材质为铝、铜或钨。
6.一种背照式传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一具有正面和背面的半导体衬底，且所述半导体衬底中形成有若干光电二极管；
于所述半导体衬底的背面上方形成若干金属栅格，以防止所述光电二极管之间的光的串扰；
其中，若干所述金属栅格的上表面均具有抗反射层。
7.如权利要求6所述的背照式传感器的制备方法，其特征在于，所述抗反射层的材质为氮氧化硅或氮化钛。
8.如权利要求6所述的背照式传感器的制备方法，其特征在于，形成上表面均具有所述抗反射层的若干所述金属栅格的方法包括：
按照从下至上的顺序依次于所述半导体衬底的背面上方形成底端粘合层、金属层；
于所述金属层的上表面形成抗反射层；
于所述抗反射层上表面形成一层光刻胶，并对所述光刻胶进行图案化工艺，以形成若干具有栅极图形的光阻；
以所述若干具有栅极图形的光阻为掩膜，按照从上至下的顺序依次刻蚀抗反射层、金属层和底端粘合层以于所述半导体衬底的背面上方形成若干所述金属栅格。
9.如权利要求8所述的背照式传感器的制备方法，其特征在于，所述底端粘合层的材质为氮化钛。
10.如权利要求8所述的背照式传感器的制备方法，其特征在于，所述金属层的材质为铝、铜或钨。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106601764A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种cmos图像传感器 |
| CN108493203A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-04 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 图像传感器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101425523A (zh) * | 2007-10-30 | 2009-05-06 | 叶秀慧 | 互补式金属氧化物半导体传感器封装组件及其制造方法 |
| KR20100051216A (ko) * | 2008-11-07 | 2010-05-17 | 주식회사 동부하이텍 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
| CN103943569A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-23 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 消除金属薄膜表面小丘状缺陷的方法 |
-
2015
- 2015-10-28 CN CN201510715481.9A patent/CN105390516A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101425523A (zh) * | 2007-10-30 | 2009-05-06 | 叶秀慧 | 互补式金属氧化物半导体传感器封装组件及其制造方法 |
| KR20100051216A (ko) * | 2008-11-07 | 2010-05-17 | 주식회사 동부하이텍 | 씨모스 이미지 센서의 제조 방법 |
| CN103943569A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-23 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 消除金属薄膜表面小丘状缺陷的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106601764A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种cmos图像传感器 |
| CN108493203A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-04 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 图像传感器 |
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