[发明专利]影像传感器层间介质层沟槽及影像传感器的形成方法

说明书

本发明提出了一种影像传感器层间介质层沟槽及影像传感器的形成方法，采用一次刻蚀，借助两个侧边挡光层的刻蚀遮挡作用，在倒数第二层层间介质层内形成远离边缘区域的第二沟槽，一次刻蚀仅需要一种光罩，无需再进行第二次刻蚀形成第二沟槽，因此无需使用额外的光罩，节约了生产成本。进一步的，后续在第二沟槽内安装透光镜，再在第一沟槽内形成透光的封装材料，由于封装材料的厚度可控，从而可以减少中心区域和边缘区域的厚度差，消除边框效应，提高形成的影像传感器的性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种影像传感器层间介质层沟槽及影像传感器的形成方法。

背景技术

数字相机为现今所广泛使用的电子产品，而在数字相机内包含有影像传感器，影像传感器又称感光器件，用于将光信号转化成电信号，是数码相机的核心，也是最关键的技术。影像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置(Charge-Coupled Device)影像传感器(亦即俗称CCD影像传感器)以及CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)影像传感器，其中CMOS影像传感器即基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术而制造。由于CMOS影像传感器是采用传统的CMOS电路工艺制作，因此可将影像传感器以及其所需要的外围电路加以整合。

此外，CMOS影像传感器更倾向于进一步缩小其所使用的像素尺寸。然而，小尺寸的像素与像素阵列(Pixel Array)将对CMOS影像感测(CMOS Image sensor，CIS)系统的效能造成冲击。

请参考图1，图1为现有技术中一种影像传感器的剖面示意图，其中，所述影像传感器包括衬底10，形成在衬底10上的像素(PD)11及后段连线层，所述后段连线层包括多层层间介质层(ILD)20、形成在所述层间介质层20内的金属连线30及连接不同层之间的金属连线30的通孔连线21，在所述后段连线层还形成有多个侧边挡光层31，所述侧边挡光层31也是金属连线的一种，然而其不作为连线，用于遮挡光线等目的。通常情况下，所述影像传感器包括边缘区域11和中心区域12，影像传感器制作完成后，会对最好一层层间介质层20进行刻蚀，形成沟槽(Trench)，沟槽通常位于中心区域12，形成沟槽的目的一方面可以在沟槽内形成透光镜40，便于光线的透过，另一目的在于刻蚀出的沟槽能够减少光线经过层间介质层20的路径，快速的达到底部的像素11，从而提高整个影像传感器的转化效率。

然而，由于沟槽在刻蚀过程中，存在刻蚀均匀性差的问题，导致透光镜40装上表面不平，并且会造成中心区域12的厚度薄于边缘区域11的厚度，从而会引起边框效应。厚度不同会导致光照射下来经过的路径长度不同，导致转换的效率不均匀，因此，影像传感器对信号处理较难统一，这样的不均匀会在影像传感器的边框处造成阴影，影响整个影像传感器的使用。

为了解决边框效应，现有技术中做出了一定的改进，请参考图2和图3，图2和图3为现有技术中改进后影像传感器的剖面示意图，在上文所述的影像传感器中，刻蚀形成的沟槽仅仅位于最后一层层间介质层20中，而在改进后的影像传感器中，在最后一层层间介质层20中刻蚀形成第一沟槽41之后，再使用一种光罩，继续刻蚀下一层层间介质层20，形成第二沟槽42，其中，第二沟槽42的尺寸小于第一沟槽41，并且两个沟槽均位于中心区域12处。透光镜40装在第二沟槽42中，然后在进行封装时，在第一沟槽41内形成透明的封装材料50。由于第二沟槽42距离边缘区域11存在一定距离L1，通常距离L1大于40μm，正是由于该距离使透光镜40远离边缘区域11，并且后续形成的封装材料50具有较好的均匀性，能够降低边缘区域11和中心区域12之间的厚度差，从而能够消除边框效应，提高影像传感器的性能。

然而，形成第二沟槽42需要重新制作光罩，而光罩的价格十分昂贵，不利于降低生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种影像传感器层间介质层沟槽及影像传感器的形成方法，能够消除边框效应，并且降低生产成本。