[发明专利]双面CMOS图像传感器芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种双面CMOS图像传感器芯片，其特征在于，包括：

半导体衬底，其具有正面和与所述正面相对的背面；

正面感光层，形成于所述半导体衬底的正面，其包括从所述背面向正面方向依次设置的 用于将光信号转换为电信号的多个正面感光二极管和用于将电信号输出的正面金属层；以及

背面感光层，形成于所述半导体衬底的背面，其包括从所述正面向背面方向依次设置的 用于将电信号输出的背面金属层和用于将光信号转换为电信号的多个背面感光二极管。

2.根据权利要求1所述的双面CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述背面感光层通 过背照技术形成，所述正面感光层在所述背面感光层形成后通过前照技术形成。

3.根据权利要求1所述的双面CMOS图像传感器芯片，其特征在于，所述正面感光层还 包括正面滤镜层和正面微透镜层，所述背面感光层还包括背面滤镜层和背面微透镜层。

4.一种双面CMOS图像传感器芯片的制造方法，其特征在于，包括：

在半导体衬底的背面形成背面感光层，所述背面感光层包括从正面向背面方向依次设置 的用于将电信号输出的背面金属层和用于将光信号转换为电信号的多个背面感光二极管；以 及

在所述半导体衬底的正面形成正面感光层，所述正面感光层包括从所述背面向正面方向 依次设置的用于将光信号转换为电信号的多个正面感光二极管和用于将电信号输出的正面金 属层。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，通过背照技术形成所述背面感光层， 在所述背面感光层形成后通过前照技术形成所述正面感光层。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，通过背照技术形成所述背面感光层的 步骤包括：

提供SOI衬底，所述SOI衬底包括薄体硅衬底，厚体硅衬底以及二氧化硅层；

在所述薄体硅衬底上依次形成多个所述背面感光二极管及第一金属键合层；

沿所述二氧化硅层将所述厚体硅衬底剥离；

提供体硅衬底，所述体硅衬底包括背面感光二极管对应区；

在所述体硅衬底上的背面感光二极管对应区依次形成背面MOS晶体管区、所述背面金 属层，并在所述背面金属层的顶层金属互连层上方形成第二金属键合层；以及

对所述薄体硅衬底与所述体硅衬底进行金属键合，金属键合后的所述薄体硅衬底与所述 体硅衬底构成所述半导体衬底。

7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，对所述薄体硅衬底与所述体硅衬底进 行金属键合的步骤包括：

将所述薄体硅衬底翻转；

将所述薄体硅衬底与所述体硅衬底对准；

通过金属键合工艺对所述薄体硅衬底与所述体硅衬底进行金属键合。

8.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述第一金属键合层和所述第二金属 键合层包括Ti层和Au层，通过蒸镀金属膜形成所述第一金属键合层及所述第二金属键合层。

9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，在所述背面感光层形成后通过前照技 术形成所述正面感光层的步骤包括：

将所述半导体衬底翻转使其正面朝上；

在所述半导体衬底的正面形成多个所述正面感光二极管和正面MOS晶体管区；

在所述正面MOS晶体管区上方形成所述正面金属层；以及

在所述正面感光二极管上方形成光通路。

10.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，形成所述背面感光层还包括形成背 面滤镜层和背面微透镜层的步骤；形成所述正面感光层还包括形成正面滤镜层和正面微透镜 层的步骤。