CN109585484A - 图像传感器及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像传感器及其形成方法,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;金属层间介质层,位于所述半导体衬底的正面,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;反射金属层,位于所述金属层间介质层的表面;滤镜结构,位于所述半导体衬底的背面;其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。本发明方案可以提高光线的吸收量,增加图像传感器的灵敏度。

Description

图像传感器及其形成方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
背景技术
图像传感器是摄像设备的核心部件,通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。以互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensors,CIS)器件为例,由于其具有低功耗和高信噪比的优点,因此在各种领域内得到了广泛应用。
以背照式(Back-side Illumination,BSI)CIS为例,在现有的制造工艺中,先在半导体衬底内部及表面形成逻辑器件、像素器件以及金属互连结构,然后采用承载晶圆与所述半导体衬底的正面键合,进而对半导体衬底的背部进行减薄,进而在半导体衬底的背面形成CIS的后续工艺,例如在所述像素器件的半导体衬底背面形成网格状的格栅(Grid),在所述格栅之间的网格内形成滤光镜(Filter)矩阵等。其中,所述像素器件可以包括光电二极管。
3维堆栈式(3D-Stack)CIS被开发出来,以支持对更高质量影像的需求。具体而言,3D-Stack CIS可以对逻辑晶圆以及像素晶圆分别进行制作,进而将所述逻辑晶圆的正面以及所述像素晶圆的正面键合,由于像素部分和逻辑电路部分相互独立,因此可针对高画质的需求对像素部分进行优化,针对高性能的需求对逻辑电路部分进行优化。
然而在现有的图像传感器中,由于光线在硅衬底中的吸收深度不同,一部分光线会穿透光电二极管而未能被吸收,导致量子效率下降,影响图像传感器的成像质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法,可以提高光线的吸收量,增加图像传感器的灵敏度。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种图像传感器,包括:半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;金属层间介质层,位于所述半导体衬底的正面,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;反射金属层,位于所述金属层间介质层的表面;滤镜结构,位于所述半导体衬底的背面;其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。
可选的,所述反射金属层的反射面具有凹陷部,所述凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷。
可选的,所述凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法,包括:提供半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;在所述半导体衬底的正面形成金属层间介质层,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层;在所述半导体衬底的背面形成滤镜结构;其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。
可选的,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:采用灰度掩膜版,在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第一光刻胶;对所述第一光刻胶以及所述金属层间介质层进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第一光刻胶之后,在所述金属层间介质层的表面形成第一突出部,所述第一突出部向远离所述光电二极管的方向突出;在所述金属层间介质层的表面形成第一反射金属层,所述第一反射金属层具有与所述第一突出部一一对应的第一凹陷部,所述第一凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷;其中,对应于所述滤镜结构的边缘区域的灰度掩膜板的透光率高于对应于所述滤镜结构的中心区域的灰度掩膜版的透光率,以使所述第一光刻胶在所述滤镜结构的边缘区域的高度低于所述第一光刻胶在所述滤镜结构的中心区域的高度。
可选的,所述第一凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
可选的,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第二光刻胶;采用光刻胶回流工艺对所述第二光刻胶进行处理,以在所述第二光刻胶的表面形成光刻胶突出部,所述光刻胶突出部向远离所述光电二极管的方向突出;对所述第二光刻胶以及所述金属层间介质层进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第二光刻胶之后,在所述金属层间介质层的表面形成第二突出部,所述第二突出部向远离所述光电二极管的方向突出;在所述金属层间介质层的表面形成第二反射金属层,所述第二反射金属层具有与所述第二突出部一一对应的第二凹陷部,所述第二凹陷部的凹陷面向远离所述光电二极管的方向凹陷。
可选的,所述第二凹陷部的纵截面的形状为弧形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
可选的,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第三光刻胶;以所述第三光刻胶为掩膜,对所述金属层间介质层进行刻蚀以形成刻蚀沟槽,且越接近所述半导体衬底,所述刻蚀沟槽的横截面的面积越小;去除所述第三光刻胶,并在所述金属层间介质层的表面及所述刻蚀沟槽内形成第三反射金属层;其中,所述横截面的方向平行于半导体衬底的表面。
可选的,对所述金属层间介质层进行刻蚀的刻蚀工艺包括:以C4F6和/或C4F8作为刻蚀气体,采用干法刻蚀工艺对所述金属层间介质层进行刻蚀。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
在本发明实施例中,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;金属层间介质层,位于所述半导体衬底的正面,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;反射金属层,位于所述金属层间介质层的表面;滤镜结构,位于所述半导体衬底的背面;其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。采用上述方案,通过设置反射金属层,且所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管,可以在光线穿过光电二极管之后,采用反射金属层使光线经过反射后再次回到光电二极管进行二次吸收,有助于提高光线的吸收量,增加图像传感器的灵敏度;进一步地,当所述图像传感器为3D-Stack CIS,且采用逻辑晶圆与像素晶圆键合时,采用本发明实施例的方案,还可以避免光线进入逻辑晶圆内的逻辑器件,从而提高逻辑器件的品质。
进一步,在本发明实施例中,所述反射金属层的反射面具有凹陷部,所述凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管进行吸收,从而提高光线吸收率。
进一步,在本发明实施例中,可以采用多种方法形成所述反射金属层,提高用户便利性。
附图说明
图1是现有技术中一种图像传感器的剖面结构示意图;
图2是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图;
图3至图6是本发明实施例中第一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图;
图7至图10是本发明实施例中第二种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图;
图11至图13是本发明实施例中第三种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
具体实施方式
在现有的图像传感器中,一部分光线会穿透光电二极管而未能被吸收,导致量子效率下降,影响图像传感器的成像质量。
参照图1,图1是现有技术中一种图像传感器的剖面结构示意图。
在现有的图像传感器中,可以提供半导体衬底100,在半导体衬底100的表面形成金属格栅104,进而在金属格栅104之间的开口内形成滤镜结构106,进而在所述滤镜结构106的表面形成透镜结构108。
其中,在所述半导体衬底100内形成有逻辑器件、像素器件以及金属互连层,所述像素器件可以包含有光电二极管102,所述金属互连层可以包括金属互连结构以及金属层间介质层110。
本发明的发明人经过研究发现,在现有技术中,由于光线在硅衬底中的吸收深度不同,一部分光线会穿透光电二极管而未能被吸收,尤其是波长较长的光线(例如红外线、红光)吸收率更低,导致量子效率下降,影响图像传感器的成像质量。
参照图1示出的箭头方向,光线穿过透镜结构108、滤镜结构106进入光电二极管102,未能被吸收的光穿过光电二极管102,例如进入或穿过金属层间介质层110。
需要指出的是,当所述图像传感器为3D-Stack CIS,且采用逻辑晶圆与像素晶圆键合时,光线还可能穿过金属层间介质层110并进入逻辑晶圆内的逻辑器件,影响逻辑器件的品质。
在本发明实施例中,所述图像传感器包括:半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;金属层间介质层,位于所述半导体衬底的正面,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;反射金属层,位于所述金属层间介质层的表面;滤镜结构,位于所述半导体衬底的背面;其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。采用上述方案,通过设置反射金属层,且所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管,可以在光线穿过光电二极管之后,采用反射金属层使光线经过反射后再次回到光电二极管进行二次吸收,有助于提高光线的吸收量,增加了图像传感器的灵敏度;进一步地,当所述图像传感器为3D-Stack CIS,且采用逻辑晶圆与像素晶圆键合时,采用本发明实施例的方案,还可以避免光线进入逻辑晶圆内的逻辑器件,从而提高逻辑器件的品质。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图2,图2是本发明实施例中一种图像传感器的形成方法的流程图。所述形成方法可以包括步骤S21至步骤S24:
步骤S21:提供半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;
步骤S22:在所述半导体衬底的正面形成金属层间介质层,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;
步骤S23:在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层;
步骤S24:在所述半导体衬底的背面形成滤镜结构。
其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。
下面结合图3至图13对上述各个步骤进行说明。
图3至图6是本发明实施例中第一种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
参照图3,提供半导体衬底200,所述半导体衬底200内具有光电二极管202,在所述半导体衬底200的正面形成金属层间介质层210,所述金属层间介质层210内形成有金属互连结构。进一步地,采用灰度掩膜版,在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第一光刻胶261。
其中,在具体实施中,所述半导体衬底200可以为硅衬底,或者所述半导体衬底200的材料还可以为锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟等适当的应用于图像传感器的材料,所述半导体衬底200还可以为绝缘体表面的硅衬底或者绝缘体表面的锗衬底,或者是生长有外延层(Epitaxy layer,Epi layer)的衬底。
所述光电二极管202能够在受到外界光强激发的情况下,产生光生载流子,即电子。所述光电二极管202能够通过离子注入工艺形成,而且,通过控制离子注入的能量和浓度,能够控制离子注入的深度和注入范围,从而控制光电二极管202的深度和厚度。
金属层间介质层210可以为氧化硅层、氮化硅层,还可以为氧化硅与氮化硅的叠层。其中,所述氧化硅例如可以为SiO2,所述氮化硅例如可以为Si3N4
其中,所述灰度掩膜版(Grayscale Mask)可以是利用灰度曝光(GrayscaleExposure)技术制造的,所述灰度曝光技术为制造准三维浮雕结构的光学曝光技术,可以产生曲面的光刻胶剖面。传统掩膜版只有透光区和不透光区,而灰度掩膜版的透光率则是以灰度登记来表示的,通过一次曝光可得到多相位台阶的浮雕表面分布结构。更具体而言,灰度掩模版在掩模平面的不同位置可以提供变化的透过率,单一灰度掩模版可以含有一组二元掩模的位相信息,在经过一次光刻过程和刻蚀过程后得到所需要的衍射光学元件。其中,所述灰度掩模版根据制作设备及原理可分为直写灰度掩模版、模拟灰度掩模版及其他灰度掩模版。
在具体实施中,采用灰度掩膜版,在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第一光刻胶261,可以设置所述第一光刻胶261具有向远离所述光电二极管202的方向突出的光刻胶突出部262,所述光刻胶突出部262的纵截面的形状可以为弧形、三角形或梯形,其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底200的表面。
具体地,可以通过设置灰度掩膜板的不同位置具有不同的透光率,确定采用该灰度掩膜版形成的第一光刻胶261的形状。
其中,对应于所述滤镜结构的边缘区域的灰度掩膜板的透光率高于对应于所述滤镜结构的中心区域的灰度掩膜版的透光率,以使所述第一光刻胶261在所述滤镜结构的边缘区域的高度低于所述第一光刻胶261在所述滤镜结构的中心区域的高度。
参照图4,对所述第一光刻胶261(参照图3)以及所述金属层间介质层210(参照图3)进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第一光刻胶261之后,在剩余的金属层间介质层211的表面形成第一突出部212,所述第一突出部212向远离所述光电二极管202的方向突出。
需要指出的是,在对所述第一光刻胶261以及所述金属层间介质层210进行刻蚀的过程中,可以选择适当的刻蚀剂,以对光刻胶材料和介质层材料具有相近的刻蚀选择比,从而可以使得第一突出部212的形状近似于光刻胶突出部262,有助于提高光刻工艺和刻蚀工艺的可控性。
参照图5,在所述金属层间介质层211的表面形成第一反射金属层220,所述第一反射金属层220具有与所述第一突出部212(参照图4)一一对应的第一凹陷部221,所述第一凹陷部221向远离所述光电二极管202的方向凹陷。
其中,通过设置所述第一凹陷部221向远离所述光电二极管202的方向凹陷,可以使所述第一反射金属层220的反射面朝向所述光电二极管202,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管202。
需要指出的是,所述入射至所述反射面的光线用于指示从半导体衬底200的背面透光至正面的光线,例如包括穿过透镜结构、滤镜结构以及光电二极管202的光线。
进一步地,所述第一凹陷部221的纵截面的形状可以为弧形、三角形或梯形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底200的表面。
在本发明实施例中,所述第一反射金属层220的反射面具有第一凹陷部221,所述第一凹陷部221向远离所述光电二极管202的方向凹陷,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管202进行吸收,从而提高光线吸收率,增加了图像传感器的灵敏度。
进一步地,所述第一反射金属层220的材料需要具有光反射性,可以包括铜、铝、钛以及其他适当的金属材料。
参照图6,在半导体衬底200的背面形成金属格栅204,进而在金属格栅204之间的开口内形成滤镜结构206,进而在所述滤镜结构206的表面形成透镜结构208。
参照图中示出的箭头方向,光线穿过透镜结构208、滤镜结构206进入光电二极管202,未能被吸收的光穿过光电二极管202以及金属层间介质层211,然后被第一反射金属层220的第一凹陷部反射。可以理解的是,通过设置第一反射金属层220,有机会将至少一部分光线反射回光电二极管202,从而提高光线吸收率。
优选地,当所述第一凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形时,相比于设置第一反射金属层220的反射面为平面,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管202进行吸收,从而提高光线吸收率,增加了图像传感器的灵敏度。
在本发明实施例中,通过设置第一反射金属层220,且所述第一反射金属层220的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管,可以在光线穿过光电二极管之后,采用反射金属层使光线经过反射后再次回到光电二极管进行二次吸收,有助于提高光线的吸收量,增加了图像传感器的灵敏度;进一步地,当所述图像传感器为3D-Stack CIS,且采用逻辑晶圆与像素晶圆键合时,采用本发明实施例的方案,还可以避免光线进入逻辑晶圆内的逻辑器件,从而提高逻辑器件的品质。
图7至图10是本发明实施例中第二种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
参照图7,提供半导体衬底200,所述半导体衬底200内具有光电二极管202,在所述半导体衬底200的正面形成金属层间介质层210,所述金属层间介质层210内形成有金属互连结构。进一步地,在所述金属层间介质层210的表面形成图案化的第二光刻胶361。
其中,所述第二光刻胶361可以采用现有工艺中任意适当的光刻胶材料,本发明实施例对此不作限制。
有关图7示出的图像传感器的更多详细内容请参照图3中图像传感器的描述进行执行,此处不再赘述。
参照图8,采用光刻胶回流工艺对所述第二光刻胶361进行处理,以在所述第二光刻胶361的表面形成光刻胶突出部362,所述光刻胶突出部362向远离所述光电二极管202的方向突出。
在现有的一种光刻胶回流工艺中,对半导体衬底上形成的光刻胶加热,由于升温后光刻胶的表面张力作用以及分子动能的增加,将光刻胶形成球面的形状。
其中,所述第二光刻胶361具有向远离所述光电二极管202的方向突出的光刻胶突出部362,所述光刻胶突出部362通常受到光刻胶回流工艺的影响,纵截面的形状为弧形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底200的表面。
参照图9,对所述第二光刻胶361以及所述金属层间介质层210(参照图8)进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第二光刻胶361之后,在剩余的金属层间介质层311的表面形成第二突出部312,所述第二突出部312向远离所述光电二极管202的方向突出。
进一步地,在所述金属层间介质层311的表面形成第二反射金属层320,所述第二反射金属层320具有与所述第二突出部312一一对应的第二凹陷部321,所述第二凹陷部321的凹陷面向远离所述光电二极管202的方向凹陷。
进一步地,所述第二凹陷部321的纵截面的形状可以为弧形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底200的表面。
在本发明实施例中,所述第二反射金属层320的反射面具有第二凹陷部321,所述第二凹陷部321向远离所述光电二极管202的方向凹陷,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管202进行吸收,从而提高光线吸收率,增加了图像传感器的灵敏度。
参照图10,在半导体衬底200的背面形成金属格栅204,进而在金属格栅204之间的开口内形成滤镜结构206,进而在所述滤镜结构206的表面形成透镜结构208。
参照图中示出的箭头方向,光线穿过透镜结构208、滤镜结构206进入光电二极管202,未能被吸收的光穿过光电二极管202以及金属层间介质层211,然后被第二反射金属层320的第二凹陷部反射。可以理解的是,通过设置第二反射金属层320,有机会将至少一部分光线反射回光电二极管202,从而提高光线吸收率。
优选地,当所述第一凹陷部的纵截面的形状为弧形时,相比于设置第二反射金属层320的反射面为平面,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管202进行吸收,从而提高光线吸收率,增加了图像传感器的灵敏度。
在具体实施中,有关第二种图像传感器的更多详细内容请参照前文以及图3至图6示出的第一种图像传感器的描述进行执行,此处不再赘述。
图11至图13是本发明实施例中第三种图像传感器的形成方法中各步骤对应的器件剖面结构示意图。
参照图11,提供半导体衬底200,所述半导体衬底200内具有光电二极管202,在所述半导体衬底200的正面形成金属层间介质层411,所述金属层间介质层210内形成有金属互连结构。进一步地,在所述金属层间介质层210的表面形成图案化的第三光刻胶461。
其中,所述第三光刻胶461可以采用现有工艺中任意适当的光刻胶材料,本发明实施例对此不作限制。
有关图11示出的图像传感器的更多详细内容请参照图3中图像传感器的描述进行执行,此处不再赘述。
参照图12,以所述第三光刻胶461为掩膜,对所述金属层间介质层210(参照图11)进行刻蚀以形成刻蚀沟槽,且越接近所述半导体衬底200,所述刻蚀沟槽的横截面的面积越小,然后去除所述第三光刻胶461,并在剩余的金属层间介质层411的表面及所述刻蚀沟槽内形成第三反射金属层420。
其中,越接近所述半导体衬底200,所述第三反射金属层420的横截面的面积也越小,其中,所述横截面的方向平行于半导体衬底200的表面。
具体地,对所述金属层间介质层210进行刻蚀的刻蚀工艺可以包括:以C4F6和/或C4F8作为刻蚀气体,采用干法刻蚀工艺对所述金属层间介质层210进行刻蚀。
在本发明实施例中,通过采用C4F6和/或C4F8,可以在刻蚀工艺总获得越来越重的刻蚀聚合物(Polymer),进而由于聚合物堆积致使刻蚀沟槽的横截面宽度越来越小,从而使第三反射金属层420的反射面为梯形状或尖角状。
参照图13,在半导体衬底200的背面形成金属格栅204,进而在金属格栅204之间的开口内形成滤镜结构206,进而在所述滤镜结构206的表面形成透镜结构208。
参照图中示出的箭头方向,光线穿过透镜结构208、滤镜结构206进入光电二极管202,未能被吸收的光穿过光电二极管202以及金属层间介质层211,然后被第三反射金属层420的反射面反射。可以理解的是,通过设置第三反射金属层420,有机会将至少一部分光线反射回光电二极管202,从而提高光线吸收率。
优选地,当所述第三反射金属层420的反射面为梯形状或尖角状时,相比于设置第三反射金属层420的反射面为平面,有助于将更多入射方向的光线反射回光电二极管202进行吸收,从而提高光线吸收率,增加了图像传感器的灵敏度。
在具体实施中,有关第三种图像传感器的更多详细内容请参照前文以及图3至图6示出的第一种图像传感器的描述进行执行,或参照前文以及图7至图10示出的第二种图像传感器的描述进行执行,此处不再赘述。
在本发明实施例中,可以采用多种方法形成所述反射金属层,提高用户便利性。
在本发明实施例中,还提供了一种图像传感器,如图6所示,可以包括:半导体衬底200,所述半导体衬底200内具有光电二极管202;金属层间介质层211,位于所述半导体衬底200的正面,所述金属层间介质层211内形成有金属互连结构;反射金属层220,位于所述金属层间介质层211的表面;滤镜结构206,位于所述半导体衬底200的背面;其中,所述反射金属层220的反射面朝向所述光电二极管202,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管202。
进一步地,所述反射金属层220的反射面可以具有凹陷部,所述凹陷部向远离所述光电二极管202的方向凹陷。
进一步地,所述凹陷部的纵截面的形状可以为弧形、三角形或梯形;其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
关于该图像传感器的原理、具体实现和有益效果请参照前文及图3至图6示出的第一种图像传感器的相关描述,或参照图7至图10示出的第二种图像传感器的相关描述,或参照图11至图13示出的第三种图像传感器的相关描述,此处不再赘述。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种图像传感器,其特征在于,包括:
半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;
金属层间介质层,位于所述半导体衬底的正面,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;
反射金属层,位于所述金属层间介质层的表面;
滤镜结构,位于所述半导体衬底的背面;
其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述反射金属层的反射面具有凹陷部,所述凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷。
3.根据权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形;
其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
4.一种图像传感器的形成方法,其特征在于,包括:
提供半导体衬底,所述半导体衬底内具有光电二极管;
在所述半导体衬底的正面形成金属层间介质层,所述金属层间介质层内形成有金属互连结构;
在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层;
在所述半导体衬底的背面形成滤镜结构;
其中,所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管,用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。
5.根据权利要求4所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:
采用灰度掩膜版,在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第一光刻胶;对所述第一光刻胶以及所述金属层间介质层进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第一光刻胶之后,在所述金属层间介质层的表面形成第一突出部,所述第一突出部向远离所述光电二极管的方向突出;
在所述金属层间介质层的表面形成第一反射金属层,所述第一反射金属层具有与所述第一突出部一一对应的第一凹陷部,所述第一凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷;
其中,对应于所述滤镜结构的边缘区域的灰度掩膜板的透光率高于对应于所述滤镜结构的中心区域的灰度掩膜版的透光率,以使所述第一光刻胶在所述滤镜结构的边缘区域的高度低于所述第一光刻胶在所述滤镜结构的中心区域的高度。
6.根据权利要求5所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述第一凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形;
其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
7.根据权利要求4所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:
在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第二光刻胶;
采用光刻胶回流工艺对所述第二光刻胶进行处理,以在所述第二光刻胶的表面形成光刻胶突出部,所述光刻胶突出部向远离所述光电二极管的方向突出;
对所述第二光刻胶以及所述金属层间介质层进行刻蚀,以在刻蚀去除所述第二光刻胶之后,在所述金属层间介质层的表面形成第二突出部,所述第二突出部向远离所述光电二极管的方向突出;
在所述金属层间介质层的表面形成第二反射金属层,所述第二反射金属层具有与所述第二突出部一一对应的第二凹陷部,所述第二凹陷部的凹陷面向远离所述光电二极管的方向凹陷。
8.根据权利要求7所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,所述第二凹陷部的纵截面的形状为弧形;
其中,所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。
9.根据权利要求4所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层包括:
在所述金属层间介质层的表面形成图案化的第三光刻胶;
以所述第三光刻胶为掩膜,对所述金属层间介质层进行刻蚀以形成刻蚀沟槽,且越接近所述半导体衬底,所述刻蚀沟槽的横截面的面积越小;
去除所述第三光刻胶,并在所述金属层间介质层的表面及所述刻蚀沟槽内形成第三反射金属层;
其中,所述横截面的方向平行于半导体衬底的表面。
10.根据权利要求9所述的图像传感器的形成方法,其特征在于,对所述金属层间介质层进行刻蚀的刻蚀工艺包括:
以C4F6和/或C4F8作为刻蚀气体,采用干法刻蚀工艺对所述金属层间介质层进行刻蚀。
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