本發(fā)明涉及一種圖像傳感器，尤其涉及一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)：

背照式圖像傳感器采用背面照度技術(shù)，有效去除了光路徑上的讀取電路和互連，減少了中間環(huán)節(jié)光線的損失，得到更高量子效率，具有更佳的畫質(zhì)和更低的噪點(diǎn)等特性，已經(jīng)逐漸成為影像傳感器市場的主流。

現(xiàn)行的基于背面照度技術(shù)的圖像傳感器雖然已經(jīng)具備了更高量子效率和更低的噪點(diǎn)等特性，但是在現(xiàn)有的制備工藝中，鋁的圖形化和金屬柵格的形成中的曝光顯影和刻蝕制程難以掌控，往往需要通過對晶圓表面進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨等多道工序進(jìn)行配合，不僅制備過程繁瑣，工藝成本也相對較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)，包括：

襯底，包括一凹槽和一感光二極管預(yù)制備區(qū)；

所述凹槽的底部下方填埋有一金屬互聯(lián)層；

第一介質(zhì)層，覆蓋所述感光二極管預(yù)制備區(qū)處的所述襯底的表面；

第一氧化物層，覆蓋所述凹槽的底部和側(cè)壁，并且覆蓋所述第一介質(zhì)層的表面；

開口，同時穿過所述凹槽內(nèi)的所述第一氧化物層和所述凹槽的底部的所述襯底，終止于所述金屬互聯(lián)層；

第二介質(zhì)層，覆蓋所述第一氧化物層的表面，以及所述開口的側(cè)壁；

第一金屬層，覆蓋所述第二介質(zhì)層，并填充所述開口且與所述金屬互聯(lián)層接觸；

多個金屬柵格，由圖形化位于所述感光二極管預(yù)制備區(qū)的所述第二介質(zhì)層和一第一金屬層得到；

金屬墊，形成于所述凹槽內(nèi)的所述第一金屬層的表面。

上述的背面結(jié)構(gòu)，其中，還包括：

第二氧化物層，覆蓋每個所述金屬柵格的表面及側(cè)壁以對每個所述金屬柵格進(jìn)行保護(hù)。

上述的背面結(jié)構(gòu)，其中，所述第一金屬層由金屬鎢形成。

上述的背面結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬柵格等間距分布。

上述的背面結(jié)構(gòu)，其中，所述金屬墊由金屬鋁形成。

一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

步驟S1，制備一襯底，所述襯底包括一凹槽，一感光二極管預(yù)制備區(qū)以及填埋于所述凹槽的底部下方的一金屬互聯(lián)層；

步驟S2，于所述感光二極管預(yù)制備區(qū)處的所述襯底的表面覆蓋一第一介質(zhì)層；

步驟S3，于所述凹槽的底部和側(cè)壁以及所述第一介質(zhì)層的表面覆蓋一第一氧化物層；

步驟S4，同時穿過所述凹槽內(nèi)的所述第一氧化物層和所述凹槽的底部的所述襯底形成開口，所述開口終止于所述金屬互聯(lián)層；

步驟S5，于所述開口的側(cè)壁和所述第一氧化物層的表面覆蓋一第二介質(zhì)層；

步驟S6，制備一第一金屬層覆蓋所述第二介質(zhì)層并填充所述開口且與所述金屬互聯(lián)層接觸；

步驟S7，制備一第二金屬層覆蓋所述第一金屬層；

步驟S8，圖形化所述凹槽內(nèi)的所述第二金屬層，以于所述凹槽內(nèi)的所述第一金屬層表面形成一金屬墊；

步驟S9，圖形化所述感光二極管預(yù)制備區(qū)處的所述第二介質(zhì)層和所述第一金屬層，以于所述感光二極管預(yù)制備區(qū)處的所述第一氧化物層表面形成間隔分布的多個金屬柵格。

上述的制備方法，其中，還包括：

步驟S10，于每個所述金屬柵格的表面及側(cè)壁覆蓋一第二氧化物層，以對每個所述金屬柵格進(jìn)行保護(hù)。

上述的制備方法，其中，所述第一金屬層由金屬鎢形成。

上述的制備方法，其中，所述金屬柵格等間距分布。

上述的制備方法，其中，所述第二金屬層由金屬鋁形成。

有益效果：本發(fā)明提出的一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)及其制備方法在第一金屬層上對第二金屬層進(jìn)行圖形化工藝，以在凹槽內(nèi)形成金屬墊，以及在感光二極管預(yù)制備區(qū)處的第一氧化物層上方由第二介質(zhì)層和第一金屬層形成多個柵格，工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，同時不影響形成圖像傳感器的后續(xù)工藝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中背面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-5為本發(fā)明一實(shí)施例中背面結(jié)構(gòu)的制備方法的各個步驟形成的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中背面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中背面結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。

在一個較佳的實(shí)施例中，提出了一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)，如圖1所示，可以包括：

襯底10，包括一凹槽11（該凹槽11的位置在圖2中進(jìn)行標(biāo)注）和一感光二極管預(yù)制備區(qū)a（該感光二極管預(yù)制備區(qū)a在圖2中進(jìn)行標(biāo)注）；

凹槽的底部下方填埋有一金屬互聯(lián)層20；

第一介質(zhì)層21，覆蓋感光二極管預(yù)制備區(qū)a處的所述襯底10的表面；

第一氧化物層30，覆蓋凹槽的底部和側(cè)壁，并且覆蓋第一介質(zhì)層21的表面；

開口31，同時穿過凹槽內(nèi)的第一氧化物層30和凹槽的底部的襯底10，終止于金屬互聯(lián)層20；

第二介質(zhì)層40，覆蓋第一氧化物層30的表面，以及開口31的側(cè)壁；

第一金屬層50，覆蓋第二介質(zhì)層40，并填充開口31且與金屬互聯(lián)層20接觸；

多個金屬柵格70，由圖形化位于感光二極管預(yù)制備區(qū)a的第二介質(zhì)層40和一第一金屬層50得到；

金屬墊61，形成于凹槽內(nèi)的第一金屬層50的表面。

具體地，由于襯底10的凹槽的存在，凹槽上方的第一氧化物層30，第二介質(zhì)層40等其他層結(jié)構(gòu)優(yōu)選地也呈現(xiàn)如附圖中所示的相應(yīng)的凹陷結(jié)構(gòu)，從而能在凹槽內(nèi)形成金屬墊61；金屬墊61優(yōu)選地可以為鋁墊；圖形化位于感光二極管預(yù)制備區(qū)a的第二介質(zhì)層40和一第一金屬層50以后，在感光二極管預(yù)制備區(qū)a得到多個金屬柵極70的同時，還在凹槽中保留有剩余的部分，剩余部分的分布情況可以根據(jù)圖形化的范圍決定，例如在圖4所示的情況的基礎(chǔ)上還將凹槽左側(cè)遠(yuǎn)離感光二極管預(yù)制備區(qū)a的第二介質(zhì)層40和一第一金屬層50刻蝕掉形成分隔。

在一個較佳的實(shí)施例中，如圖6所示，還可以包括：

第二氧化物層80，覆蓋每個金屬柵格70的表面及側(cè)壁以對每個金屬柵格70進(jìn)行保護(hù)。

在一個較佳的實(shí)施例中，第一金屬層50可以由金屬鎢形成，可以用作形成金屬墊61時的刻蝕終止層。

在一個較佳的實(shí)施例中，金屬柵格70可以等間距分布。

在一個較佳的實(shí)施例中，金屬墊61可以由金屬鋁形成。

除了上述的背面結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)的制備方法，可以適用于制備上述實(shí)施例中的背面結(jié)構(gòu)，如圖7所示，各步驟所形成的結(jié)構(gòu)可以分別參見圖2～5，可以包括：

步驟S1，制備一襯底10，襯底包括一凹槽（附圖中未標(biāo)注），一感光二極管預(yù)制備區(qū)a以及填埋于凹槽的底部下方的一金屬互聯(lián)層20；

步驟S2，于感光二極管預(yù)制備區(qū)a處的所述襯底的表面覆蓋一第一介質(zhì)層21；

于凹槽的底部和側(cè)壁以及第一介質(zhì)層21的表面覆蓋一第一氧化物層30；

步驟S4，同時穿過凹槽內(nèi)的第一氧化物層30和凹槽的底部的襯底10形成開口31，開口31終止于金屬互聯(lián)層20；

步驟S5，于開口31的側(cè)壁和第一氧化物層30的表面覆蓋一第二介質(zhì)層40；

步驟S6，制備一第一金屬層50覆蓋第二介質(zhì)層40并填充開口31且與金屬互聯(lián)層20接觸；

步驟S7，制備一第二金屬層60覆蓋第一金屬層50；

步驟S8，圖形化凹槽內(nèi)的所述第二金屬層60，以于凹槽內(nèi)的第一金屬層50表面形成一金屬墊61；

步驟S9，圖形化感光二極管預(yù)制備區(qū)a處的第二介質(zhì)層40和第一金屬層50，以于感光二極管預(yù)制備區(qū)a處的第一氧化物層30表面形成間隔分布的多個金屬柵格70。

具體地，可以通過曝光顯影及刻蝕的工藝形成金屬墊61；開口31可以終止于金屬互聯(lián)層20的上表面；以上步驟與附圖并非為一一對應(yīng)的關(guān)系，但一個或多個步驟形成的結(jié)構(gòu)可以在附圖中清晰地看出。

在一個較佳的實(shí)施例中，還可以包括：

步驟S10，于每個金屬柵格70的表面及側(cè)壁覆蓋一第二氧化物層80，以對每個金屬柵格70進(jìn)行保護(hù)，所形成的結(jié)構(gòu)可以如圖6所示。

在一個較佳的實(shí)施例中，第一金屬層50可以由金屬鎢形成。

在一個較佳的實(shí)施例中，金屬柵格70可以等間距分布。

在一個較佳的實(shí)施例中，金屬墊61可以由金屬鋁形成。

綜上所述，本發(fā)明提出的一種背照式圖像傳感器的背面結(jié)構(gòu)及其制備方法在第一金屬層上對第二金屬層進(jìn)行圖形化工藝，以在凹槽內(nèi)形成金屬墊，以及在感光二極管預(yù)制備區(qū)處的第一氧化物層上方由第二介質(zhì)層和第一金屬層形成多個柵格，工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，同時不影響形成圖像傳感器的后續(xù)工藝。

通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。