[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(a)要求2008年11月5日提交的韩国专利申请10-2008-0109560的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及图像传感器及其制造方法。

背景技术

通常，图像传感器是用于将光学图像转化为电信号的半导体器件。图像传感器通常分为电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补MOS(CMOS)图像传感器，其中电荷耦合器件(CCD)包括彼此紧密相邻的金属-氧化物-半导体(MOS)电容器以在其中存储电荷载流子和传输所述电荷载流子，互补MOS(CMOS)图像传感器使用开关模式来依次地通过MOS晶体管检测每个单元像素的输出，其中使用周边器件例如控制器和信号处理器通过CMOS技术在对应于单元像素的半导体衬底上形成MOS晶体管。

CMOS图像传感器通常包括在像素阵列上形成的滤色器以选择性地为光电二极管供给具有特定波长的光，由此使图像再现。光电二极管可通过在半导体衬底中实施离子注入工艺来形成。

根据相关技术的CMOS图像传感器包括在半导体衬底的一个表面上形成的晶体管和光电二极管并包括在所述光电二极管和晶体管上形成的金属互连。然而，光接收部的面积由于金属互连的布线而受限。入射到光接收部上的光必须通过用于金属互连的多层的层间介电层，以便光可被供给至光电二极管。因此，产生光损失，使得根据相关技术的图像传感器的成像灵敏度可劣化。

此外，由于金属互连层的数目受限制，以缩短从微透镜至光电二极管的光程，所以图像传感器的设计受限。

发明内容

一个实施方案提供一种能够通过半导体衬底的背面来接收光的图像传感器，半导体衬底在其正面上形成有金属互连层，使得光可入射到光电二极管上。

一个实施方案提供一种图像传感器及其制造方法，其中金属垫可通过超通路(super via)在半导体衬底的背面上形成，使得金属垫与所述超通路的通路金属电连接同时与半导体衬底电绝缘。

一个实施方案提供一种图像传感器及其制造方法，其中金属垫可通过镶嵌技术形成，使得金属垫与从半导体衬底背面突出的通路金属相接触。

一个实施方案提供一种图像传感器及其制造方法，其中金属垫可通过使通路金属的一部分从半导体衬底的背面突出而形成，并且在所述突出部周围形成绝缘层，使得金属垫电连接至通路金属同时与半导体衬底绝缘。

根据一个实施方案，一种图像传感器包括：在其第一表面上形成有读出电路和光电二极管区域的半导体衬底；在所述第一表面上形成的金属互连层；从所述半导体衬底的第一表面延伸至第二表面的连接通路金属，所述连接通路金属具有从第二表面突出的突出部；在半导体衬底的第二表面上形成为暴露出所述突出部同时包围所述突出部的横向侧面的一部分的绝缘层；和在绝缘层上形成的金属垫，使得所述金属垫覆盖所述突出部。

根据另一个实施方案，一种图像传感器包括：在其第一表面上形成有读出电路和光电二极管区域的半导体衬底；在第一表面上形成的金属互连层；从所述半导体衬底的第一表面延伸至第二表面的连接通路金属，所述连接通路金属具有从第二表面突出的突出部；在第二表面上形成并具有沟槽以暴露出所述突出部的保护层；和在沟槽中形成的金属垫，使得所述金属垫电连接至突出部同时与半导体衬底绝缘。

根据一个实施方案，一种制造图像传感器的方法包括：在半导体衬底的第一表面上形成读出电路和光电二极管区域；通过蚀刻所述半导体衬底形成连接通路；在连接通路中形成连接通路金属；在第一表面上形成金属互连层使得金属互连层与读出电路和连接通路金属电连接；通过半导体衬底的第二表面的研磨工艺使得连接通路金属的一部分突出，从而形成突出部；在第二表面上形成暴露出所述突出部的氧化物层；和形成覆盖所述突出部的金属垫。

根据另一个实施方案，一种制造图像传感器的方法包括：在半导体衬底的第一表面上形成读出电路和光电二极管区域；通过蚀刻半导体衬底形成连接通路；在连接通路中形成连接通路金属；在第一表面上形成金属互连层使得金属互连层与读出电路和连接通路金属电连接；通过半导体衬底的第二表面的研磨工艺使得连接通路金属的一部分突出，以形成突出部；在第二表面上形成覆盖突出部的保护层；在保护层上形成暴露出所述突出部的沟槽；和通过在沟槽中填充金属形成金属垫。

附图说明

图1～9是显示根据一个实施方案制造图像传感器的方法的截面图；和

图10～13是显示根据另一个实施方案制造图像传感器的方法的截面图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述图像传感器及其制造方法的一些实施方案。