CN106449686A - 一种背照式图像传感器的背面结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种背照式图像传感器的背面结构及其制备方法，制备一衬底，衬底包括一凹槽，一感光二极管预制备区以及填埋于凹槽的底部下方的一金属互联层，于感光二极管预制备区处的衬底的表面覆盖一第一介质层，于凹槽的底部和侧壁以及第一介质层的表面覆盖一第一氧化物层，在第一金属层上对第二金属层进行图形化工艺，以在凹槽内形成金属垫，以及在感光二极管预制备区处的第一氧化物层上方由第二介质层和第一金属层形成多个栅格，工艺简单，生产成本较低，同时不影响形成图像传感器的后续工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种背照式图像传感器的背面结构及其制备方法。
背景技术
背照式图像传感器采用背面照度技术，有效去除了光路径上的读取电路和互连，减少了中间环节光线的损失，得到更高量子效率，具有更佳的画质和更低的噪点等特性，已经逐渐成为影像传感器市场的主流。
现行的基于背面照度技术的图像传感器虽然已经具备了更高量子效率和更低的噪点等特性，但是在现有的制备工艺中，铝的图形化和金属栅格的形成中的曝光显影和刻蚀制程难以掌控，往往需要通过对晶圆表面进行化学机械研磨等多道工序进行配合，不仅制备过程繁琐，工艺成本也相对较高。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种背照式图像传感器的背面结构，包括：
衬底，包括一凹槽和一感光二极管预制备区；
所述凹槽的底部下方填埋有一金属互联层；
第一介质层，覆盖所述感光二极管预制备区处的所述衬底的表面；
第一氧化物层，覆盖所述凹槽的底部和侧壁，并且覆盖所述第一介质层的表面；
开口，同时穿过所述凹槽内的所述第一氧化物层和所述凹槽的底部的所述衬底，终止于所述金属互联层；
第二介质层，覆盖所述第一氧化物层的表面，以及所述开口的侧壁；
第一金属层，覆盖所述第二介质层，并填充所述开口且与所述金属互联层接触；
多个金属栅格，由图形化位于所述感光二极管预制备区的所述第二介质层和一第一金属层得到；
金属垫，形成于所述凹槽内的所述第一金属层的表面。
上述的背面结构，其中，还包括：
第二氧化物层，覆盖每个所述金属栅格的表面及侧壁以对每个所述金属栅格进行保护。
上述的背面结构，其中，所述第一金属层由金属钨形成。
上述的背面结构，其中，所述金属栅格等间距分布。
上述的背面结构，其中，所述金属垫由金属铝形成。
一种背照式图像传感器的背面结构的制备方法，包括：
步骤S1，制备一衬底，所述衬底包括一凹槽，一感光二极管预制备区以及填埋于所述凹槽的底部下方的一金属互联层；
步骤S2，于所述感光二极管预制备区处的所述衬底的表面覆盖一第一介质层；
步骤S3，于所述凹槽的底部和侧壁以及所述第一介质层的表面覆盖一第一氧化物层；
步骤S4，同时穿过所述凹槽内的所述第一氧化物层和所述凹槽的底部的所述衬底形成开口，所述开口终止于所述金属互联层；
步骤S5，于所述开口的侧壁和所述第一氧化物层的表面覆盖一第二介质层；
步骤S6，制备一第一金属层覆盖所述第二介质层并填充所述开口且与所述金属互联层接触；
步骤S7，制备一第二金属层覆盖所述第一金属层；
步骤S8，图形化所述凹槽内的所述第二金属层，以于所述凹槽内的所述第一金属层表面形成一金属垫；
步骤S9，图形化所述感光二极管预制备区处的所述第二介质层和所述第一金属层，以于所述感光二极管预制备区处的所述第一氧化物层表面形成间隔分布的多个金属栅格。
上述的制备方法，其中，还包括：
步骤S10，于每个所述金属栅格的表面及侧壁覆盖一第二氧化物层，以对每个所述金属栅格进行保护。
上述的制备方法，其中，所述第一金属层由金属钨形成。
上述的制备方法，其中，所述金属栅格等间距分布。
上述的制备方法，其中，所述第二金属层由金属铝形成。
有益效果：本发明提出的一种背照式图像传感器的背面结构及其制备方法在第一金属层上对第二金属层进行图形化工艺，以在凹槽内形成金属垫，以及在感光二极管预制备区处的第一氧化物层上方由第二介质层和第一金属层形成多个栅格，工艺简单，生产成本较低，同时不影响形成图像传感器的后续工艺。
附图说明
图1为本发明一实施例中背面结构的结构示意图；
图2-5为本发明一实施例中背面结构的制备方法的各个步骤形成的结构的结构示意图；
图6为本发明一实施例中背面结构的结构示意图；
图7为本发明一实施例中背面结构的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
在一个较佳的实施例中，提出了一种背照式图像传感器的背面结构，如图1所示，可以包括：
衬底10，包括一凹槽11（该凹槽11的位置在图2中进行标注）和一感光二极管预制备区a（该感光二极管预制备区a在图2中进行标注）；
凹槽的底部下方填埋有一金属互联层20；
第一介质层21，覆盖感光二极管预制备区a处的所述衬底10的表面；
第一氧化物层30，覆盖凹槽的底部和侧壁，并且覆盖第一介质层21的表面；
开口31，同时穿过凹槽内的第一氧化物层30和凹槽的底部的衬底10，终止于金属互联层20；
第二介质层40，覆盖第一氧化物层30的表面，以及开口31的侧壁；
第一金属层50，覆盖第二介质层40，并填充开口31且与金属互联层20接触；
多个金属栅格70，由图形化位于感光二极管预制备区a的第二介质层40和一第一金属层50得到；
金属垫61，形成于凹槽内的第一金属层50的表面。
具体地，由于衬底10的凹槽的存在，凹槽上方的第一氧化物层30，第二介质层40等其他层结构优选地也呈现如附图中所示的相应的凹陷结构，从而能在凹槽内形成金属垫61；金属垫61优选地可以为铝垫；图形化位于感光二极管预制备区a的第二介质层40和一第一金属层50以后，在感光二极管预制备区a得到多个金属栅极70的同时，还在凹槽中保留有剩余的部分，剩余部分的分布情况可以根据图形化的范围决定，例如在图4所示的情况的基础上还将凹槽左侧远离感光二极管预制备区a的第二介质层40和一第一金属层50刻蚀掉形成分隔。
在一个较佳的实施例中，如图6所示，还可以包括：
第二氧化物层80，覆盖每个金属栅格70的表面及侧壁以对每个金属栅格70进行保护。
在一个较佳的实施例中，第一金属层50可以由金属钨形成，可以用作形成金属垫61时的刻蚀终止层。
在一个较佳的实施例中，金属栅格70可以等间距分布。
在一个较佳的实施例中，金属垫61可以由金属铝形成。
除了上述的背面结构，本发明还提供了一种背照式图像传感器的背面结构的制备方法，可以适用于制备上述实施例中的背面结构，如图7所示，各步骤所形成的结构可以分别参见图2～5，可以包括：
步骤S1，制备一衬底10，衬底包括一凹槽（附图中未标注），一感光二极管预制备区a以及填埋于凹槽的底部下方的一金属互联层20；
步骤S2，于感光二极管预制备区a处的所述衬底的表面覆盖一第一介质层21；
于凹槽的底部和侧壁以及第一介质层21的表面覆盖一第一氧化物层30；
步骤S4，同时穿过凹槽内的第一氧化物层30和凹槽的底部的衬底10形成开口31，开口31终止于金属互联层20；
步骤S5，于开口31的侧壁和第一氧化物层30的表面覆盖一第二介质层40；
步骤S6，制备一第一金属层50覆盖第二介质层40并填充开口31且与金属互联层20接触；
步骤S7，制备一第二金属层60覆盖第一金属层50；
步骤S8，图形化凹槽内的所述第二金属层60，以于凹槽内的第一金属层50表面形成一金属垫61；
步骤S9，图形化感光二极管预制备区a处的第二介质层40和第一金属层50，以于感光二极管预制备区a处的第一氧化物层30表面形成间隔分布的多个金属栅格70。
具体地，可以通过曝光显影及刻蚀的工艺形成金属垫61；开口31可以终止于金属互联层20的上表面；以上步骤与附图并非为一一对应的关系，但一个或多个步骤形成的结构可以在附图中清晰地看出。
在一个较佳的实施例中，还可以包括：
步骤S10，于每个金属栅格70的表面及侧壁覆盖一第二氧化物层80，以对每个金属栅格70进行保护，所形成的结构可以如图6所示。
在一个较佳的实施例中，第一金属层50可以由金属钨形成。
在一个较佳的实施例中，金属栅格70可以等间距分布。
在一个较佳的实施例中，金属垫61可以由金属铝形成。
综上所述，本发明提出的一种背照式图像传感器的背面结构及其制备方法在第一金属层上对第二金属层进行图形化工艺，以在凹槽内形成金属垫，以及在感光二极管预制备区处的第一氧化物层上方由第二介质层和第一金属层形成多个栅格，工艺简单，生产成本较低，同时不影响形成图像传感器的后续工艺。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (10)
1.一种背照式图像传感器的背面结构，其特征在于，包括：
衬底，包括一凹槽和一感光二极管预制备区；
所述凹槽的底部下方填埋有一金属互联层；
第一介质层，覆盖所述感光二极管预制备区处的所述衬底的表面；
第一氧化物层，覆盖所述凹槽的底部和侧壁，并且覆盖所述第一介质层的表面；
开口，同时穿过所述凹槽内的所述第一氧化物层和所述凹槽的底部的所述衬底，终止于所述金属互联层；
第二介质层，覆盖所述第一氧化物层的表面，以及所述开口的侧壁；
第一金属层，覆盖所述第二介质层，并填充所述开口且与所述金属互联层接触；
多个金属栅格，由图形化位于所述感光二极管预制备区的所述第二介质层和一第一金属层得到；
金属垫，形成于所述凹槽内的所述第一金属层的表面。
2.根据权利要求1所述的背面结构，其特征在于，还包括：
第二氧化物层，覆盖每个所述金属栅格的表面及侧壁以对每个所述金属栅格进行保护。
3.根据权利要求1所述的背面结构，其特征在于，所述第一金属层由金属钨形成。
4.根据权利要求1所述的背面结构，其特征在于，所述金属栅格等间距分布。
5.根据权利要求1所述的背面结构，其特征在于，所述金属垫由金属铝形成。
6.一种背照式图像传感器的背面结构的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，制备一衬底，所述衬底包括一凹槽，一感光二极管预制备区以及填埋于所述凹槽的底部下方的一金属互联层；
步骤S2，于所述感光二极管预制备区处的所述衬底的表面覆盖一第一介质层；
步骤S3，于所述凹槽的底部和侧壁以及所述第一介质层的表面覆盖一第一氧化物层；
步骤S4，同时穿过所述凹槽内的所述第一氧化物层和所述凹槽的底部的所述衬底形成开口，所述开口终止于所述金属互联层；
步骤S5，于所述开口的侧壁和所述第一氧化物层的表面覆盖一第二介质层；
步骤S6，制备一第一金属层覆盖所述第二介质层并填充所述开口且与所述金属互联层接触；
步骤S7，制备一第二金属层覆盖所述第一金属层；
步骤S8，图形化所述凹槽内的所述第二金属层，以于所述凹槽内的所述第一金属层表面形成一金属垫；
步骤S9，图形化所述感光二极管预制备区处的所述第二介质层和所述第一金属层，以于所述感光二极管预制备区处的所述第一氧化物层表面形成间隔分布的多个金属栅格。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：
步骤S10，于每个所述金属栅格的表面及侧壁覆盖一第二氧化物层，以对每个所述金属栅格进行保护。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属层由金属钨形成。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属栅格等间距分布。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二金属层由金属铝形成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170222 |