[发明专利]一种图像传感器制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种图像传感器制备工艺。

背景技术

CMOS图像传感器属于光电元器件，CMOS图像传感器由于其制造工艺和现有集成电路制造工艺兼容，同时其性能比原有的电荷耦合器件(CCD)图像传感器有很多优点，而逐渐成为图像传感器的主流。CMOS图像传感器可以将驱动电路和像素集成在一起，简化了硬件设计，同时也降低了系统的功耗。CMOS图像传感器由于在采集光信号的同时就可以取出电信号，还能实时处理图像信息，速度比CCD图像传感器快，同时CMOS图像传感器还具有价格便宜，带宽较大，防模糊，访问的灵活性和较大的填充系数的优点而得到了大量的使用，广泛应用于工业自动控制和消费电子等多种产品中，如监视器，视频通讯，玩具等。鉴于CMOS图像传感器的诸多优点，现在CIS的研究和发展是要利用其系统集成的优点来实现多功能和智能化；利用其具有访问灵活的优点，可以通过只读出感光面上感兴趣的小区域来实现高的帧速率CMOS；同时CMOS图像传感器宽动态范围，高分辨率和低噪声技术也在不断发展。

现有技术中图像传感器的制备部分制备流程可参照图1a～1b所示，首先提供一包括第一晶圆1和第二晶圆2的半导体结构，第一晶圆包括衬底1a和氧化层1b，同样的第二晶圆2包括衬底2a和氧化层2b；此外，在第二晶圆2顶部还设置有一沟槽，在沟槽中设置有一电极4，在衬底2a顶部和沟槽暴露的表面均覆盖有第一介电层3，结构如图1所示；之后沉积一层较厚的第二介电层5覆盖在第一介电层3之上并将沟槽剩余的部分进行填充，如图2所示，之后对第二介电层5进行平坦化处理。但是本领域技术人员发现，在对第二介电层5进行平坦化处理后，剩余的第二介电层5在不同位置处的厚度差异性很大。这是在沉积第二介电层5时，沟槽顶部的介电层会相应的形成有凹槽，因此在进行研磨时，凹槽附近的第二介电层5研磨速率一般来说会大于其他位置处的研磨速率，进而很容易产生蝶形缺陷(Dishing)6。以上问题这是本领域技术人员所不期望看到的。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供了一种图像传感器的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、提供一半导体结构，所述半导体结构的顶部设置有沟槽，所述沟槽中形成有引线，所述半导体结构顶部和所述沟槽暴露的表面覆盖有第一介电层；

步骤S2：沉积第二介电层覆盖在所述第一介电层和所述引线的上表面并将所述沟槽进行填充；

步骤S3：进行一反刻蚀的工艺，以降低所述第二介电层的厚度，并在沟槽上方的第二介电层表面形成凸状结构；

步骤S4：对所述第二介电层进行平坦化处理，藉由所述凸状结构来提高所述第二介电层的研磨后的表面平整度。

上述的制备工艺，其中，所述半导体结构包括一第一晶圆和键合在第一晶圆之上的第二晶圆；

所述第一晶圆和所述第二晶圆均包括一衬底和一氧化层，且所述第一晶圆和所述第二晶圆各自包括的氧化层之间接触面为键合面。

上述的制备工艺，其中，所述第一晶圆和所述第二晶圆各自包括的氧化层中均设置有至少一个第一金属层，且所述第一晶圆和所述第二晶圆中的第一金属层均一对一地上下重叠并接触。

上述的制备工艺，其中，所述第二晶圆的衬底内一预设深度内还设置有第二金属层，且该第二金属层与所述引线接触。

上述的制备工艺，其中，所述引线为T型金属，且该引线顶部开设有一凹槽。

上述的制备工艺，其中，所述第二介电层为氧化硅。

上述的制备工艺，其中，反刻蚀的工艺包括光刻和干法刻蚀工艺。

上述的制备工艺，其中，所述凸状结构位于所述沟槽顶部和/或沟槽附近。

上述的制备工艺，其中，所述平坦化处理为化学机械研磨。

本发明通过采用反刻蚀工艺，来准确控制平坦化工艺的终点，提高薄膜均匀性及降低成本，进而可改善图像传感器的成像质量，从而运用于大规模生产。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1a～1d为现有技术中制备图像传感器的部分工艺流程图。

图2a为本发明的半导体结构示意图；

图2b为本发明沉积第二介电层的示意图；

图2c(1)和图2c(2)为本发明进行反刻蚀工艺之后两个实施例图；

图2d为本发明进行研磨处理后的示意图。

具体实施方式