CN117832233A - 图像传感器及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供图像传感器及其形成方法，所述方法包括：提供晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；在所述焊垫区形成第一开口；在所述第一开口底部形成第二开口，同时在所述接地区形成贯穿所述掩膜层的第三开口；形成填满所述第三开口的填充层；在所述器件区和所述接地区形成第四开口，所述第四开口底部形成暴露所述高介电常数层的第五开口；使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中。本申请的图像传感器及其形成方法，用于制作接地结构的第五开口的一部分与第二开口同时形成，另一部分通过地毯刻蚀形成，不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。

Description

图像传感器及其形成方法
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。
背景技术
目前，图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置(例如胃镜)、车用摄像装置等各类电子产品中。随着人们对高质量影像的不断追求，堆叠式CMOS图像传感器被开发出来。堆叠式CMOS图像传感器通常包括逻辑晶圆和键合在所述逻辑晶圆上的像素晶圆。相对于传统的CMOS图像传感器(包括前照式CMOS图像传感器或者背照式CMOS图像传感器)，堆叠式CMOS图像传感器具有更小的芯片结构以及更快的处理速度。
在一种堆叠式背照式CMOS图像传感器中，需要在像素晶圆的光入射面制作接地结构。然而目前的工艺中，用于填充接地结构的开口是采用独立的步骤制作的，需要使用光刻工艺，而光刻工艺技术难度高且成本高。
因此，有必要提供更有效、更可靠的技术方案。
发明内容
本申请提供一种图像传感器及其形成方法，用于制作接地结构的第五开口不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。
本申请的一个方面提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第一表面形成有第一介质层，所述焊垫区的第一介质层中形成有金属连线层，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；在所述焊垫区的晶圆的第二表面形成贯穿所述掩膜层、保护层、高介电常数层和晶圆的第一开口；在所述第一开口底部刻蚀形成暴露所述金属连线层的第二开口，同时在所述接地区刻蚀形成贯穿所述掩膜层的第三开口；在所述第一开口和第二开口中形成电连接所述金属连线层的金属焊垫；在所述第一开口和第三开口中形成填满所述第一开口和第三开口的填充层；在所述器件区和所述接地区刻蚀形成暴露所述保护层的第四开口，去除所述接地区的填充层以及填充层下方的保护层形成暴露所述高介电常数层的第五开口；刻蚀所述第五开口使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中。
在本申请的一些实施例中，所述填充层的材料为氧化硅，所述掩膜层的材料为氮化硅，形成所述第四开口和第五开口的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CF3、O2、CF4、CO、Ar，所述刻蚀气体对氧化硅和氮化硅的刻蚀选择比为4至20；总刻蚀时间为5至15分钟。
在本申请的一些实施例中，形成所述第四开口的刻蚀工艺和刻蚀第五开口的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成。
在本申请的一些实施例中，在所述第一开口底部刻蚀形成暴露所述金属连线层的第二开口，同时在所述接地区刻蚀形成贯穿所述掩膜层的第三开口的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CHF3、CF4、C4F8、CH3F、O2、Cl2、BCl3、SF6、Ar；总刻蚀时间为5至30分钟。
在本申请的一些实施例中，刻蚀所述第五开口使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体为CF4、O2、SF6、BCl3、CL2、C4F8、Ar；总刻蚀时间为5至20分钟。
在本申请的一些实施例中，所述金属焊垫的表面低于所述晶圆的第二表面，形成所述金属焊垫的方法包括：在所述晶圆的第二表面形成覆盖所述第二表面的金属材料层；刻蚀所述金属材料层使所述金属材料层的表面低于所述第二表面形成所述金属焊垫。
在本申请的一些实施例中，在所述第一开口和第三开口中形成填满所述第一开口和第三开口的填充层的方法包括：在所述晶圆的第二表面形成覆盖所述第二表面的填充材料层；使用化学机械研磨工艺研磨所述填充材料层使所述填充材料层的表面与所述掩膜层的表面平齐形成所述填充层。
在本申请的一些实施例中，所述第三开口的底部高于所述高介电常数层表面，低于所述保护层表面。
在本申请的一些实施例中，所述图像传感器的形成方法还包括：在形成所述第一开口之后，在所述第一开口底部和侧壁以及所述掩膜层表面形成第二介质层。
在本申请的一些实施例中，所述器件区的晶圆中形成有若干光电二极管，所述金属连线层还延伸至所述器件区中并电连接所述若干光电二极管。
本申请的另一个方面还提供一种图像传感器，包括：晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第一表面形成有第一介质层，所述焊垫区的第一介质层中形成有金属连线层，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；金属焊垫，位于所述焊垫区中且电连接所述金属连线层；填充层，位于所述金属焊垫表面，所述填充层的表面与所述掩膜层的表面平齐；第四开口，位于所述器件区和所述接地区中且暴露所述保护层；第五开口，位于所述接地区的第四开口底部，所述第五开口贯穿所述保护层和所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中，所述第四开口和第五开口在同一个刻蚀设备中完成。
在本申请的一些实施例中，所述图像传感器还包括：第二介质层，位于所述金属焊垫的部分底部和侧壁。
在本申请的一些实施例中，所述器件区的晶圆中形成有若干光电二极管，所述金属连线层还延伸至所述器件区中并电连接所述若干光电二极管。
本申请提供一种图像传感器及其形成方法，用于制作接地结构的第五开口的一部分与第二开口同时形成，另一部分通过地毯刻蚀形成，不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。
附图说明
以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：
图1为本申请实施例所述的图像传感器的形成方法的流程图；
图2至图9为本申请实施例所述的图像传感器的形成方法中各步骤的结构示意图。
具体实施方式
以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。
下面结合实施例和附图对本发明技术方案进行详细说明。
图1为本申请实施例所述的图像传感器的形成方法的流程图；
本申请的实施例提供一种图像传感器的形成方法，参考图1所示，包括：
步骤S1：提供晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第一表面形成有第一介质层，所述焊垫区的第一介质层中形成有金属连线层，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；
步骤S2：在所述焊垫区的晶圆的第二表面形成贯穿所述掩膜层、保护层、高介电常数层和晶圆的第一开口；
步骤S3：在所述第一开口底部刻蚀形成暴露所述金属连线层的第二开口，同时在所述接地区刻蚀形成贯穿所述掩膜层的第三开口；
步骤S4：在所述第一开口和第二开口中形成电连接所述金属连线层的金属焊垫；
步骤S5：在所述第一开口和第三开口中形成填满所述第一开口和第三开口的填充层；
步骤S6：在所述器件区和所述接地区刻蚀形成暴露所述保护层的第四开口，去除所述接地区的填充层以及填充层下方的保护层形成暴露所述高介电常数层的第五开口；
步骤S7：刻蚀所述第五开口使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中。
在本申请的技术方案中，用于制作接地结构的第五开口的一部分与第二开口同时形成，另一部分通过地毯刻蚀形成，不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。
图2至图9为本申请实施例所述的图像传感器的形成方法中各步骤的结构示意图。下面结合附图对本申请实施例所述的图像传感器的形成方法进行详细说明。
参考图1和图2所示，步骤S1，提供晶圆100，所述晶圆100包括焊垫区101、器件区102和接地区103，所述晶圆100的第一表面形成有第一介质层110，所述焊垫区101的第一介质层110中形成有金属连线层111，所述晶圆100的第二表面依次形成有高介电常数层120、保护层130和掩膜层140。
在本申请的一些实施例中，所述晶圆100为半导体晶圆，例如为硅晶圆。所述焊垫区101用于形成电连接所述金属连线层111的金属焊垫；所述器件区102用于形成图像传感器的核心器件，即光电转换区或光电二极管等器件；所述接地区103用于形成将所述晶圆100接地的接地结构。
在本申请的一些实施例中，所述器件区102的晶圆100中形成有若干光电二极管104。需要说明的是，出于简洁的目的，本说明书附图中仅示出一个光电二极管，但本领域技术人员应当理解所述光电二极管的数量可以是多个，并且相邻光电二极管之间通过浅沟槽隔离结构(STI)隔离。所述光电二极管用于进行光电转换。形成所述光电二极管的工艺为常规工艺，在此不再赘述。
在本申请的一些实施例中，所述第一介质层110用于形成所述金属连线层111，所述金属连线层111还延伸至所述器件区102中并用于电连接所述若干光电二极管104。所述第一介质层110的材料例如为氧化硅。
在本申请的一些实施例中，所述高介电常数层120的作用是提供足够的电子保护像素区，维护像素区域与硅表面或刻蚀面的低漏电。形成所述高介电常数层120的方法包括化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺等。所述高介电常数层120的厚度为30埃至200埃。所述高介电常数层120的材料为介电常数大于3.9的材料，例如氧化铝、氧化铪等。
在本申请的一些实施例中，所述保护层130的作用是保护所述高介电常数层120不被污染或损伤。形成所述保护层130的方法包括化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺等。所述保护层130的厚度为200埃至5000埃。所述保护层130的材料例如为氧化硅。
在本申请的一些实施例中，所述掩膜层140用于后续的刻蚀工艺中作为掩膜。形成所述掩膜层140的方法包括化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺等。所述掩膜层140的厚度为200埃至5000埃。所述掩膜层140的材料例如为氮化硅。
参考图1和图3所示，步骤S2，在所述焊垫区101的晶圆100的第二表面形成贯穿所述掩膜层140、保护层130、高介电常数层120和晶圆120的第一开口151。所述第一开口151用于形成金属焊垫。
在本申请的一些实施例中，形成所述第一开口151的方法包括：在所述掩膜层140表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第一开口的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜刻蚀所述掩膜层140、保护层130、高介电常数层120和晶圆120至暴露所述第一介质层110，形成所述第一开口151；去除所述图案化的光阻层。
参考图4所示，在本申请的一些实施例中，所述图像传感器的形成方法还包括：在形成所述第一开口151之后，在形成所述第二开口和第三开口之前，在所述第一开口151底部和侧壁以及所述掩膜层140表面形成第二介质层150。所述第二介质层150用于隔离所述晶圆100和金属焊垫，避免金属焊垫和晶圆100的半导体材料之间电连通。
在本申请的一些实施例中，形成所述第二介质层150的方法包括化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺等。所述第二介质层150的材料例如为氧化硅。
参考图1和图5所示，步骤S3，在所述第一开口151底部刻蚀形成暴露所述金属连线层111的第二开口152，同时在所述接地区103刻蚀形成贯穿所述第二介质层150和所述掩膜层140的第三开口153。
在本申请的技术方案中，在形成第二开口152的同时在接地区103中形成第三开口，预先将接地区103中的部分掩膜层140贯穿打开，然后在第三开口153中填充刻蚀速率大于掩膜层材料刻蚀速率的材料，这样在后续刻蚀器件区102和接地区103的掩膜层140和保护层130形成第四开口时，所述掩膜层140中预先贯穿并填充了刻蚀速率大于掩膜层材料刻蚀速率的材料的位置的刻蚀速率会比掩膜层140其余位置的刻蚀速率更快，能够同步在第四开口底部对应位置形成第五开口，不需要光罩，而是使用地毯刻蚀工艺继续刻蚀所述第五开口就能在减少一次光刻工艺的情况下形成用于制作接地结构的第五开口。
在本申请的一些实施例中，所述第三开口153的底部高于所述高介电常数层120表面，低于所述保护层130表面。所述第三开口153的底部不能暴露所述高介电常数层120，以免所述高介电常数层120的材料扩散出来污染机台设备。所述第三开口153最好贯穿所述掩膜层140，以免残留较多掩膜层材料，使得后续在第三开口153对应位置的刻蚀速率低于预期。
本申请技术方案的原理是在第三开口153中填充刻蚀速率更快的材料，这样在后续刻蚀中第三开口153中的材料刻蚀速率更快，可以在第三开口153的位置下方形成凹陷的第五开口。基于上述原理，在原则上，只要所述第三开口153贯穿部分掩膜层140，减少第三开口140所在位置下方的掩膜层140材料即可实现在第三开口153位置下方形成凹陷的目的。然而，在实际工艺中，需要结合掩膜层140的厚度、想要形成的第四开口的深度、掩膜层材料和第三开口153中填充物材料以及保护层130材料之间的刻蚀速率差异等来具体计算第三开口153的深度，最好能够使得所述第五开口贯穿保护层130，恰好暴露所述高介电常数层120。
在本申请的一些实施例中，形成所述第二开口152和第三开口153的方法包括：在所述第二介质层150表面形成图案化的光阻层，所述图案化的光阻层定义所述第二开口152和第三开口153的位置；以所述图案化的光阻层为掩膜刻蚀所述第二介质层150和第一介质层110至暴露所述金属连线层111形成所述第二开口152，同时刻蚀所述第二介质层150和掩膜层140形成所述第三开口153；去除所述图案化的光阻层。
在本申请的一些实施例中，在所述第一开口151底部刻蚀形成暴露所述金属连线层111的第二开口152，同时在所述接地区103刻蚀形成贯穿所述第二介质层150和所述掩膜层140的第三开口153的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CHF3、CF4、C4F8、CH3F、O2、Cl2、BCl3、SF6、Ar；总刻蚀时间为5至30分钟。本申请的技术方案需要严格控制刻蚀时间和刻蚀量，最好使得所述第二开口152恰好暴露所述金属连线层111时，所述第三开口153也恰好达到需要的深度。如果刻蚀时间过长，可能损伤所述第二开口152暴露出来的金属连线层111。而如果刻蚀时间较短，则所述第三开口153可能不能达到理想的深度。
参考图1和图6所示，步骤S4，在所述第一开口151和第二开口152中形成电连接所述金属连线层111的金属焊垫160。所述金属焊垫160的表面低于所述晶圆100的第二表面。
在本申请的一些实施例中，形成所述金属焊垫160的方法包括：在所述第一开口151、第二开口152、第三开口153和第二介质层150表面形成金属材料层；刻蚀所述金属材料层，去除所述第三开口153和第二介质层150表面的金属材料层，并使第一开口151中的金属材料层表面低于所述晶圆100的第二表面，形成所述金属焊垫160。
在本申请的一些实施例中，所述金属焊垫160的材料例如为铝。
参考图1和图7所示，步骤S5，在所述第一开口151和第三开口153中形成填满所述第一开口151和第三开口153的填充层170。同时去除高于所述掩膜层140表面的部分第二介质层150。
在本申请的一些实施例中，在所述第一开口151和第三开口153中形成填满所述第一开口151和第三开口153的填充层170，同时去除高于所述掩膜层140表面的部分第二介质层150的方法包括：在所述晶圆100的第二表面形成覆盖所述第二表面的填充材料层；使用化学机械研磨工艺研磨所述填充材料层使所述填充材料层的表面与所述掩膜层140的表面平齐形成所述填充层170，同时也研磨所述第二介质层150去除高于所述掩膜层140表面的部分第二介质层150。
在本申请的一些实施例中，所述填充层170的材料与所述保护层130的材料相同，所述填充层170的材料例如为氧化硅。所述填充层170的材料与所述保护层130的材料相同，则刻蚀所述填充层170和保护层130的刻蚀速率可以相同，便于计算刻蚀形成第四开口时的刻蚀工艺参数。并且从填充层170刻蚀至保护层130时也不会由于界面不同，影响刻蚀工艺，使得刻蚀可以平滑的过渡。
参考图1和图8所示，步骤S6，在所述器件区102和所述接地区103刻蚀形成暴露所述保护层130的第四开口154，去除所述接地区103的填充层170以及填充层170下方的保护层130形成暴露所述高介电常数层120的第五开口155。所述第四开口154用于打开所述掩膜层140，避免所述掩膜层140遮挡了所述光电二极管104。由于所述填充层170的刻蚀速率大于所述掩膜层140的刻蚀速率，所述接地区103的填充层170以及填充层170下方的保护层130也被去除。
在本申请的一些实施例中，刻蚀形成所述第四开口154的方法还包括：在所述掩膜层140、第二介质层150和填充层170表面形成硬掩膜层(图中未示出)。所述硬掩膜层作为刻蚀掩膜层140和保护层130的掩膜。所述硬掩膜层的材料例如为氮化硅、氧化硅或氧化硅和氮化硅的双层结构。
在本申请的一些实施例中，所述填充层170的材料为氧化硅，所述掩膜层140的材料为氮化硅，形成所述第四开口154和第五开口155的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CF3、O2、CF4、CO、Ar，所述刻蚀气体对氧化硅和氮化硅的刻蚀选择比为4至20；总刻蚀时间为5至15分钟。在本申请的技术方案中，需要严格控制刻蚀工艺参数以使得所述第四开口154达到想要的深度时，所述第五开口155能够暴露所述高介电常数层120。
在本申请的另一些实施例中，所述第五开口155也可以不暴露所述高介电常数层120，所述第五开口155的底部可以残留有部分保护层130以保护所述高介电常数层120。
参考图1和图9所示，步骤S7，刻蚀所述第五开口155使所述第五开口155贯穿所述高介电常数层120并延伸至所述晶圆100中。所述第五开口155后续用于形成接地结构。
在本申请的一些实施例中，形成所述第四开口154的刻蚀工艺和刻蚀第五开口155的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成。由于本申请技术方案中，刻蚀第五开口155不需要额外的光刻工艺，因此可以和形成所述第四开口154的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成，只需要更换一下刻蚀气体，调整一下可是参数即可，不需要更换刻蚀设备，这样可以减少工序，节约时间，提高效率。
在本申请的一些实施例中，刻蚀所述第五开口155使所述第五开口155贯穿所述高介电常数层120并延伸至所述晶圆100中的刻蚀工艺为地毯刻蚀，所述地毯刻蚀的工艺参数包括：刻蚀气体为CF4、O2、SF6、BCl3、CL2、C4F8、Ar；总刻蚀时间为5至20分钟。
在本申请的一些实施例中，所述地毯刻蚀包括：在所述掩膜层140和保护层130表面形成氧化硅硬掩膜层作为地毯式刻蚀的阻挡层，然后根据氧化硅硬掩膜层的厚度和图形形貌直接进行地毯式刻蚀。可以省去光刻过程。刻蚀终止时间确定为所述第五开口155底部延伸至半导体衬底的同时，氧化硅硬掩膜层获得指定厚度残留。
本申请提供一种图像传感器的形成方法，用于制作接地结构的第五开口的一部分与第二开口同时形成，另一部分通过地毯刻蚀形成，不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。
本申请的实施例还提供一种图像传感器，参考图9所示，包括：晶圆100，所述晶圆100包括焊垫区101、器件区102和接地区103，所述晶圆100的第一表面形成有第一介质层110，所述焊垫区101的第一介质层110中形成有金属连线层111，所述晶圆100的第二表面依次形成有高介电常数层120、保护层130和掩膜层140；金属焊垫160，位于所述焊垫区101中且电连接所述金属连线层111；填充层170，位于所述金属焊垫160表面，所述填充层170的表面与所述掩膜层140的表面平齐；第四开口154，位于所述器件区102和所述接地区103中且暴露所述保护层130；第五开口155，位于所述接地区103的第四开口154底部，所述第五开口155贯穿所述保护层130和高介电常数层120并延伸至所述晶圆100中，所述第四开口154和第五开口155在同一个刻蚀设备中完成。
在本申请的技术方案中，形成第五开口155不需要额外的光刻工艺，可以和形成所述第四开口154的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成，只需要更换一下刻蚀气体，调整一下可是参数即可，不需要更换刻蚀设备，这样可以减少工序，节约时间，提高效率。
参考图9所示，在本申请的一些实施例中，所述晶圆100为半导体晶圆，例如为硅晶圆。所述焊垫区101用于形成电连接所述金属连线层111的金属焊垫；所述器件区102用于形成图像传感器的核心器件，即光电转换区或光电二极管等器件；所述接地区103用于形成将所述晶圆100接地的接地结构。
在本申请的一些实施例中，所述器件区102的晶圆100中形成有若干光电二极管104。需要说明的是，出于简洁的目的，本说明书附图中仅示出一个光电二极管，但本领域技术人员应当理解所述光电二极管的数量可以是多个，并且相邻光电二极管之间通过浅沟槽隔离结构(STI)隔离。所述光电二极管用于进行光电转换。
在本申请的一些实施例中，所述第一介质层110用于形成所述金属连线层111，所述金属连线层111还延伸至所述器件区102中并用于电连接所述若干光电二极管104。所述第一介质层110的材料例如为氧化硅。
在本申请的一些实施例中，所述高介电常数层120的作用是提供足够的电子保护像素区，维护像素区域与硅表面或刻蚀面的低漏电。所述高介电常数层120的厚度为30埃至200埃。所述高介电常数层120的材料为介电常数大于3.9的材料，例如氧化铝、氧化铪等。
在本申请的一些实施例中，所述保护层130的作用是保护所述高介电常数层120不被污染或损伤。所述保护层130的厚度为200埃至5000埃。所述保护层130的材料例如为氧化硅。
在本申请的一些实施例中，所述掩膜层140用于后续的刻蚀工艺中作为掩膜。所述掩膜层140的厚度为200埃至5000埃。所述掩膜层140的材料例如为氮化硅。
继续参考图9所示，在本申请的一些实施例中，所述图像传感器还包括：第二介质层150，位于所述金属焊垫160的部分底部和侧壁。所述第二介质层150用于隔离所述晶圆100和金属焊垫160，避免金属焊垫160和晶圆100的半导体材料之间电连通。
在本申请的一些实施例中，所述第二介质层150的材料例如为氧化硅。
继续参考图9所示，所述金属焊垫160的表面低于所述晶圆100的第二表面。
在本申请的一些实施例中，所述金属焊垫160的材料例如为铝。
继续参考图9所示，在本申请的一些实施例中，所述填充层170的材料与所述保护层130的材料相同，所述填充层170的材料例如为氧化硅。
继续参考图9所示，所述第四开口154用于打开所述掩膜层140，避免所述掩膜层140遮挡了所述光电二极管104。
继续参考图9所示，所述第五开口155后续用于形成接地结构。
在本申请的一些实施例中，形成所述第四开口154的刻蚀工艺和形成第五开口155的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成。由于本申请技术方案中，刻蚀第五开口155不需要额外的光刻工艺，因此可以和形成所述第四开口154的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成，只需要更换一下刻蚀气体，调整一下可是参数即可，不需要更换刻蚀设备，这样可以减少工序，节约时间，提高效率。
本申请提供一种图像传感器及其形成方法，用于制作接地结构的第五开口的一部分与第二开口同时形成，另一部分通过地毯刻蚀形成，不需要采用单独的光刻工艺，可以节约成本，简化工艺。
综上所述，在阅读本申请内容之后，本领域技术人员可以明白，前述申请内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改都在本申请的示例性实施例的精神和范围内。
应当理解，本实施例使用的术语″和/或″包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意或全部组合。应当理解，当一个元件被称作″连接″或″耦接″至另一个元件时，其可以直接地连接或耦接至另一个元件，或者也可以存在中间元件。
类似地，应当理解，当诸如层、区域或衬底之类的元件被称作在另一个元件″上″时，其可以直接在另一个元件上，或者也可以存在中间元件。与之相反，术语″直接地″表示没有中间元件。还应当理解，术语″包含″、″包含着″、″包括″或者″包括着″，在本申请文件中使用时，指明存在所记载的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
还应当理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在此用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。因此，在没有脱离本申请的教导的情况下，在一些实施例中的第一元件在其他实施例中可以被称为第二元件。相同的参考标号或相同的参考标记符在整个说明书中表示相同的元件。
此外，本申请说明书通过参考理想化的示例性截面图和/或平面图和/或立体图来描述示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的与图示的形状的不同是可预见的。因此，不应当将示例性实施例解释为限于在此所示出的区域的形状，而是应当包括由例如制造所导致的形状中的偏差。例如，被示出为矩形的蚀刻区域通常会具有圆形的或弯曲的特征。因此，在图中示出的区域实质上是示意性的，其形状不是为了示出器件的区域的实际形状也不是为了限制示例性实施例的范围。

Claims (13)

1.一种图像传感器的形成方法，其特征在于，包括：
提供晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第一表面形成有第一介质层，所述焊垫区的第一介质层中形成有金属连线层，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；
在所述焊垫区的晶圆的第二表面形成贯穿所述掩膜层、保护层、高介电常数层和晶圆的第一开口；
在所述第一开口底部刻蚀形成暴露所述金属连线层的第二开口，同时在所述接地区刻蚀形成贯穿所述掩膜层的第三开口；
在所述第一开口和第二开口中形成电连接所述金属连线层的金属焊垫；
在所述第一开口和第三开口中形成填满所述第一开口和第三开口的填充层；
在所述器件区和所述接地区刻蚀形成暴露所述保护层的第四开口，去除所述接地区的填充层以及填充层下方的保护层形成暴露所述高介电常数层的第五开口；
刻蚀所述第五开口使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中。
2.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述填充层的材料为氧化硅，所述掩膜层的材料为氮化硅，形成所述第四开口和第五开口的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CF3、O2、CF4、CO、Ar，所述刻蚀气体对氧化硅和氮化硅的刻蚀选择比为4至20；总刻蚀时间为5至15分钟。
3.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，形成所述第四开口的刻蚀工艺和刻蚀第五开口的刻蚀工艺在同一个刻蚀设备中完成。
4.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一开口底部刻蚀形成暴露所述金属连线层的第二开口，同时在所述接地区刻蚀形成贯穿所述掩膜层的第三开口的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体包括CHF3、CF4、C4F8、CH3F、O2、Cl2、BCl3、SF6、Ar；总刻蚀时间为5至30分钟。
5.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，刻蚀所述第五开口使所述第五开口贯穿所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中的刻蚀工艺的工艺参数包括：刻蚀气体为CF4、O2、SF6、BCl3、CL2、C4F8、Ar；总刻蚀时间为5至20分钟。
6.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述金属焊垫的表面低于所述晶圆的第二表面，形成所述金属焊垫的方法包括：
在所述晶圆的第二表面形成覆盖所述第二表面的金属材料层；
刻蚀所述金属材料层使所述金属材料层的表面低于所述第二表面形成所述金属焊垫。
7.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，在所述第一开口和第三开口中形成填满所述第一开口和第三开口的填充层的方法包括：
在所述晶圆的第二表面形成覆盖所述第二表面的填充材料层；
使用化学机械研磨工艺研磨所述填充材料层使所述填充材料层的表面与所述掩膜层的表面平齐形成所述填充层。
8.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述第三开口的底部高于所述高介电常数层表面，低于所述保护层表面。
9.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，还包括：在形成所述第一开口之后，在所述第一开口底部和侧壁以及所述掩膜层表面形成第二介质层。
10.如权利要求1所述的图像传感器的形成方法，其特征在于，所述器件区的晶圆中形成有若干光电二极管，所述金属连线层还延伸至所述器件区中并电连接所述若干光电二极管。
11.一种图像传感器，其特征在于，包括：
晶圆，所述晶圆包括焊垫区、器件区和接地区，所述晶圆的第一表面形成有第一介质层，所述焊垫区的第一介质层中形成有金属连线层，所述晶圆的第二表面依次形成有高介电常数层、保护层和掩膜层；
金属焊垫，位于所述焊垫区中且电连接所述金属连线层；
填充层，位于所述金属焊垫表面，所述填充层的表面与所述掩膜层的表面平齐；
第四开口，位于所述器件区和所述接地区中且暴露所述保护层；
第五开口，位于所述接地区的第四开口底部，所述第五开口贯穿所述保护层和所述高介电常数层并延伸至所述晶圆中，所述第四开口和第五开口在同一个刻蚀设备中完成。
12.如权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，还包括：第二介质层，位于所述金属焊垫的部分底部和侧壁。
13.如权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述器件区的晶圆中形成有若干光电二极管，所述金属连线层还延伸至所述器件区中并电连接所述若干光电二极管。
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