本發(fā)明涉及圖像傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種背照式圖像傳感器及其制作方法。

背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的圖像傳感器（ImageSensor）中，在光線的傳輸中，光線首先通過金屬互連層，進一步入射至感光二極管，由于感光二極管位于電路晶體管后方，從而進光量會因金屬互連層中的至少一層的層間金屬層及相關(guān)的柵極結(jié)構(gòu)的遮擋受到影響，為此，隨著圖像傳感器技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了背照式圖像傳感器，所謂背照式圖像傳感器就是相對于傳統(tǒng)的前照式圖像傳感器，將圖像傳感器調(diào)轉(zhuǎn)方向，讓光線首先入射感光二極管，從而增大感光量，顯著提高低光照條件下的成像效果。背照式（BacksideIlluminated）CMOS（complementarymetaloxidesemiconductor）圖像傳感器相比傳統(tǒng)的前照式（FrontsideIlluminated）CMOS圖像傳感器，由于其采用從圖像傳感器芯片背面感光，因而不受圖像傳感器芯片正面電路擋光影響，可以通過降低入射光遇到金屬連線和其他介質(zhì)損失的量來提高器件性能，在相同芯片尺寸的條件下，具有感光面積大，圖像亮度高，暗光下圖像清晰的優(yōu)點。但是，如附圖1所示，由于光線”L”可能漫射到鄰近的圖像傳感器芯片或在光線“L”由于通過設(shè)置于圖像傳感器正面外的金屬互連層的折射，光線會形成串?dāng)_而產(chǎn)生損耗,像素間的串?dāng)_是背照式圖像傳感器的一個相對比較大的問題。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的背照式圖像傳感器，主要包括：（1）電子器件層1，該電子器件層內(nèi)主要包括用于感光的光電二極管（PD）101，以及起到信號傳輸與處理的若干晶體管電路102，傳統(tǒng)多采用3T、4T或5T的結(jié)構(gòu)，該電子器件層1有相對接收入射光的背面與出射光的正面；（2）后端電路層2，有多層金屬互連層203與204，電性連接金屬互連層的金屬導(dǎo)電柱205以及介電層201組成，該后端電路層2位于電子器件層的正面，其主要功能為將器件層的電信號通過制作出的金屬互連層的電路導(dǎo)出；（3）入光層3，主要包括依次置于電子器件層1背面的濾光膜層和微透鏡層，該層的主要作用是將入射光匯聚并過濾成單色光，然后將其引入電子器件層感光區(qū)。由于通常電子器件層厚度都比較?。?um左右），對于波長較長的光會有一部分穿透電子器件層，這些透射光在后端電路層又會反射回電子器件層，由于角度的原因，這些反射光有可能會反射到相鄰的感光區(qū)，從而造成相鄰像素單元之間信號的串?dāng)_，最終造成圖像銳度下降，質(zhì)量變差。綜上所述，提供一種有效降低相鄰圖像傳感器芯片像素單元之間的相互串?dāng)_的背照式圖像傳感器及其制作方法，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種利用吸光層吸收從器件層透射過來的光線，由此大大降低透射光線被反射到其它像素的機會，從而降低相鄰像素之間的相互串?dāng)_。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種背照式圖像傳感器，包括：硅片層，其包括用于感光產(chǎn)生電信號的光電二極管，所述硅片層具有正表面和背表面；后端層，其設(shè)置于所述硅片層的正表面，所述后端層包括晶體管柵極、柵氧化層、導(dǎo)線層和介電層；入光層，其包括微透鏡層和濾光膜層，所述入光層設(shè)置于所述硅片層背表面；所述后端層還包括：吸光層，其設(shè)置于所述后端層預(yù)設(shè)位置，所述吸光層用于吸收從硅片層透射過來的光線。優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述后端層的介電層內(nèi)部的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述硅片層正表面與所述介電層之間預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選地，所述吸光層與所述介電層為同一結(jié)構(gòu)層，即所述介電層采用吸光材料構(gòu)成從而使所述介電層具有絕緣功能的同時又具有吸光功能。優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述光電二極管所處位置的硅片層正表面下方，所述吸光層橫截面的面積不小于所述光電二極管橫截面的面積。優(yōu)選地，所述吸光材料是對所述傳感器的探測波段光吸收率為50%-100%的材料。優(yōu)選地，所述吸光材料為石墨、碳或者三氧化鉻。本發(fā)明同時提供一種制作背照式圖像傳感器的方法，包括：制作包括光電二極管與晶體管電路的硅片層，所述硅片層具有正表面和背表面；制作所述后端層，所述后端層形成于所述硅片層的正表面，所述后端層包括晶體管柵極、柵氧化層、導(dǎo)線層和介電層；在所述后端層預(yù)設(shè)位置形成吸光層；在所述硅片層的背表面制作包括濾光膜層以及微透鏡層的入光層。優(yōu)選地，所述制作吸光層的步驟包括：在所述硅片層的正表面沉積一層吸光層，去掉預(yù)設(shè)區(qū)域以外的吸光材料，然后在所述硅片層正表面與所述吸光層上形成介電層。優(yōu)選地，在制作吸光層步驟中，形成預(yù)設(shè)厚度的介電層后，在所述預(yù)設(shè)厚度的介電層的下表面形成預(yù)設(shè)深度的凹槽，在所述凹槽內(nèi)填入吸光材料處理光滑后形成吸光層，然后在所述預(yù)設(shè)厚度的介電層下表面繼續(xù)形成介電層。優(yōu)選地，在制作吸光層步驟中，形成預(yù)設(shè)厚度的介電層后，在所述預(yù)設(shè)厚度的介電層的下表面沉積一層吸光層，去掉預(yù)設(shè)區(qū)域以外的吸光材料，然后繼續(xù)形成后續(xù)介電層。優(yōu)選地，在制作吸光層步驟中，所述吸光層與所述介電層作為同一結(jié)構(gòu)層，即所述介電層采用吸光材料構(gòu)成從而使所述介電層具有絕緣功能的同時又具有吸光功能。優(yōu)選地，所述吸光層設(shè)置于所述光電二極管所處位置的硅片層的正表面下方，所述吸光層橫截面的面積不小于所述光電二極管橫截面的面積。優(yōu)選地，所述吸光材料采用是對所述傳感器的探測波段光吸收率為50%-100%的材料。優(yōu)選地，所述吸光材料采用石墨、碳或者三氧化鉻。本發(fā)明的有益效果是：所述吸光層吸收從器件層透射過來的光線，由此能夠大大降低透射光線被反射到其他像素的機會，從而降低相鄰像素之間的相互串?dāng)_。附圖說明通過說明書附圖以及隨后與說明書附圖一起用于說明本發(fā)明某些原理的具體實施方式，本發(fā)明所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或得以更為具體地闡明。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中背照式圖像傳感器的剖面圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3為本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖4A與圖4B為本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖5為為本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖6為本發(fā)明制作方法形成硅片層的步驟示意圖。圖7為本發(fā)明制作方法中形成預(yù)設(shè)厚度的步驟示意圖。圖8為本發(fā)明制作方法中形成預(yù)設(shè)深度的步驟示意圖。圖9為本發(fā)明制作方法中形成吸光層的步驟示意圖。圖10為本發(fā)明制作方法中形成繼續(xù)形后端層的步驟示意圖。圖11為本發(fā)明制作方法中形成入光層的步驟示意圖。應(yīng)當(dāng)了解，說明書附圖并不一定按比例地顯示本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)，并且在說明書附圖中用于說明本發(fā)明某些原理的圖示性特征也會采取略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。在說明書附圖的多幅附圖中，相同的附圖標記表示本發(fā)明的相同或等同的部分。具體實施方式在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行描述。請參閱圖2所示，本發(fā)明提供本發(fā)明提供一種背照式圖像傳感器，包括：硅片層1，其包括用于感光產(chǎn)生電信號的光電二極管101，所述硅片層1具有正表面和背表面，硅片層1還包括用于傳輸與處理所述電信號的晶體管102；后端層2，其設(shè)置于所述硅片層的正表面，所述后端層包括晶體管導(dǎo)線層203與204、介電層2011與2012以及柵極與柵氧化層（圖中未示）；入光層3，其包括微透鏡層301和濾光膜層302，所述入光層設(shè)置于所述硅片層1背表面；所述后端層還包括吸光層202，其設(shè)置于所述后端層2預(yù)設(shè)位置，所述吸光層202用于吸收從硅片層1透射過來的光線L，所述吸光層202可以設(shè)置于所述硅片層1正表面與所述介電層（2011或者2012）之間預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)，所述吸光層202也可以設(shè)置于所述后端層2的介電層201內(nèi)部的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)，所述吸光層202還可以與所述介電層2011為同一結(jié)構(gòu)層，即所述介電層2011采用吸光材料構(gòu)成從而使所述介電層具有絕緣功能的同時又具有吸光功能。優(yōu)選地，所述吸光層202設(shè)置于所述光電二極管101所處位置的硅片層正表面下方，所述吸光層202橫截面的面積不小于所述光電二極管101橫截面的面積。對于本發(fā)明，所述吸光層202采用的吸光材料是對所述傳感器的探測波段光吸收率為50%-100%的材料，所述吸光材料可以為石墨、碳或者三氧化鉻。請參閱圖3所示，在本發(fā)明第一實施例中，所述背照式圖像傳感器包括：硅片層1，其包括用于感光產(chǎn)生電信號的光電二極管101，所述硅片層1具有正表面和背表面，硅片層1還包括用于傳輸與處理所述電信號的晶體管102；后端層2，其設(shè)置于所述硅片層的正表面，所述后端層包括晶體管導(dǎo)線層203與204、介電層2011與2012以及柵極與柵氧化層（圖中未示）；入光層3，其包括微透鏡層301和濾光膜層302，所述入光層設(shè)置于所述硅片層1背表面；所述后端層還包括吸光層202，所述吸光層202用于吸收從硅片層1透射過來的光線L。所述吸光層202設(shè)置于所述硅片層1正表面與所述介電層2011之間，所述吸光層覆蓋于所述光電二極管101對應(yīng)的硅片層1正表面區(qū)域。請參閱圖4A與圖4B所示，在本發(fā)明第二實施例中，所述吸光層202設(shè)置于所述后端層2的介電層2011內(nèi)部的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)，其它同第一實施例。請參閱圖5所示，在本發(fā)明第三實施例中，所述吸光層202與所述介電層2011為同一結(jié)構(gòu)層，即所述介電層采用吸光材料構(gòu)成從而使所述介電層具有絕緣功能的同時又具有吸光功能，其它同第一實施例。本發(fā)明同時提供一種制作背照式圖像傳感器的方法：第一實施例：請參照附圖所示：如圖2所示，提供制作包括多個像素單元的硅片層1，每一像素單元中包含光電二極管101與若干晶體管電路102，所述硅片層1具有相對出射光的正表面和相對接收入射光背表面；通過熱氧化工藝或半導(dǎo)體工藝沉積制作所述后端層2。首先，如圖2所示，沉積形成第一介電層2011于硅片層1的正表面，平坦化工藝后并再在第一介電層2011背離于硅片層1的一面上沉積形成完全覆蓋于第一介電層2011的吸光層202，可選用的沉積為化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積等，平坦化吸光層再次沉積第二介電層2012于吸光層202，通過掩模、圖像化相關(guān)的區(qū)域，并刻蝕形成多個通孔于第二介電層2012內(nèi)，并通過在通孔中沉積導(dǎo)電材質(zhì)形成導(dǎo)電柱205，在第二介電層2012中對應(yīng)形成導(dǎo)線層203；此后可相應(yīng)形成多層的導(dǎo)電層204結(jié)構(gòu)，以上步驟中通過對第一介電層2011、吸光層202、第二介電層2012等采用通孔工藝將位于硅片層1的晶體管電路102通過導(dǎo)線電性連接至第二介電層2012的外部；進一步，在所述硅片層1的背表面依次制作包括濾光膜層以及微透鏡層的入光層。本實施例中吸光層完全覆蓋對應(yīng)覆蓋于第一介電層的表面，特別的根據(jù)具體的工藝不同可以此于第二介電層2012外沉積制作第三介電層、第四介電層等多層介電層，以滿足具體圖像傳感器的需求。第二實施例：如圖4所示，本實施例中的步驟與第一實施例基本相同，不同點在于：在第一介電層2011背離于硅片層1的一面上沉積形成完全覆蓋于第一介電層2011的吸光層202之后，刻蝕對應(yīng)于硅片層1非感光區(qū)域的吸光層202，暴露出第一介電層2011，相應(yīng)的吸光層202僅對應(yīng)于硅片層1的感光區(qū)域，吸光層202橫截面的面積不小于所述光電二極管101橫截面的面積。第三實施例：如圖3所示，首先，沉積形成吸光層202于硅片層1的正表面，通過掩模、圖像化相關(guān)的區(qū)域，刻蝕對應(yīng)于硅片層1非感光區(qū)域的吸光層202，暴露出硅片層1的正表面；再相應(yīng)的沉積形成覆蓋于吸光層的第一介質(zhì)2011層面，通過通孔工藝并沉積導(dǎo)電材質(zhì)形成導(dǎo)電層203；此后可相應(yīng)形成多層的導(dǎo)電層204結(jié)構(gòu)，特別的根據(jù)具體的工藝不同可以此于第二介電層2012外沉積制作第三介電層、第四介電層等多層介電層，以滿足具體圖像傳感器的需求，以上步驟中通過對第一介電層2011、吸光層202、以及后續(xù)可能布設(shè)的多層介電層采用通孔工藝將位于硅片層1的晶體管電路102通過導(dǎo)線電性連接至最外層的介電層的外部；在所述硅片層1的背表面制作包括濾光膜層以及微透鏡層的入光層；在此實施例中，吸光層接觸于硅片層1沉積，并且硅片層的區(qū)域?qū)?yīng)于所述光電二極管所處位置的硅片層1的感光區(qū)（光電二極管區(qū)域）正表面下方，吸光層橫截面的面積不小于所述光電二極管橫截面的面積。第四實施例：如圖5所示，本實施例中的步驟與第三實施例基本相同，不同點在于，在刻蝕對應(yīng)于硅片層1非感光區(qū)域的吸光層時，形成對應(yīng)于硅片層1非感光區(qū)域的的溝槽結(jié)構(gòu)。第五實施例:如圖6～圖11所示:背照式圖像傳感器的制作方法包括：提供制作包括多個像素單元的硅片層1，每一像素單元中包含光電二極管101與若干晶體管電路102，所述硅片層1具有相對出射光的正表面和相對接收入射光背表面；通過半導(dǎo)體工藝沉積制作所述后端層2；首先，沉積形成第一介電層2011于硅片層1的正表面，平坦化工藝后再在第一介電層2011背離于硅片層1的一面上通過掩膜、圖像化及刻蝕第一介電層2011形成相應(yīng)的溝槽202’結(jié)構(gòu)，該溝槽202’結(jié)構(gòu)的區(qū)域范圍與硅片層1的感光區(qū)域（光電二極管區(qū)域）相對應(yīng)，沉積相應(yīng)的吸光材料于溝槽202’內(nèi)，形成相應(yīng)的吸光層202，可選用的沉積為化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積等，平坦化吸光層202，再次沉積第二介電層2012于吸光層202，通過掩模、圖像化相關(guān)的區(qū)域，并刻蝕形成多個通孔于第二介電層2012內(nèi)，并通過在通孔中沉積導(dǎo)電材質(zhì)形成導(dǎo)電柱205，在第二介質(zhì)2012層中對應(yīng)形成導(dǎo)線層203；此后可相應(yīng)形成多層的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)，以上步驟中通過對第一介電層2011、吸光層202、第二介電層2012等采用通孔工藝將位于硅片層1的晶體管電路102通過導(dǎo)線電性連接至第二介電層2012的外部，特別的根據(jù)具體的工藝不同可以此于第二介電層2012外沉積制作第三介電層、第四介電層等多層介電層，以滿足具體圖像傳感器的需求，最終采用通孔工藝將位于硅片層1的晶體管電路102通過導(dǎo)線電性連接至最外層的介電層的外部；進一步，在所述硅片層1的背表面依次制作包括濾光膜層302以及微透鏡層301的入光層3。本實施例中吸光層202僅對應(yīng)于硅片層1的感光區(qū)域，吸光層202橫截面的面積不小于所述光電二極管101橫截面的面積。對于本發(fā)明中，吸光層202采用的吸光材料采用是對所述傳感器的探測波段光吸收率為50%-100%的材料，述吸光材料可以采用石墨、碳或者三氧化鉻。特別指出，第一實施例至第五實施例中形成多層的導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)可包括通過沉積介電層并在介電層上通過通孔工藝形成通孔在填充沉積銅（Cu）的大馬士革工藝；還可以包括首先沉積鋁（Al）層，再對鋁層進行刻蝕，保留部分連接區(qū)域的方式再沉積介電層的步驟進行。本發(fā)明的主要技術(shù)手段在于采用在背照式圖像傳感器的在不同的步驟中可選擇的設(shè)置吸光層的結(jié)構(gòu)，并且在整個背照式圖像傳感器的工藝流程中，通過不同的步驟中增加吸光層，由于在第一實施例至第五實施例中采用了不同的步驟、工藝實現(xiàn)吸光層的布設(shè)，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著地特征，并且吸光層起到了降低甚至防止光線串?dāng)_的技術(shù)效果，吸光層吸收從器件層透射過來的光線，由此能夠大大降低透射光線被反射到其他像素的機會，從而降低相鄰像素之間的相互串?dāng)_。上述實施例是用于例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式。本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，在權(quán)利要求保護范圍內(nèi)，對上述實施例進行修改。因此本發(fā)明的保護范圍，應(yīng)如本發(fā)明的權(quán)利要求書覆蓋。