[实用新型]具有简化的互连布线的背照射集成成像设备

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及背侧照射集成成像设备或成像器，并 且更具体地涉及对在位于像素的电容性深沟槽隔离中的电极与旨在 接收用于偏置这些电极的电压的一个或多个接触焊盘之间的(一个 或多个)互连的布线的简化。

背景技术

图像传感器一般包括有用像素区以及用于控制这些像素的电子 设备，有用像素区即旨在被有效地照射的像素区。像素和控制电子 设备被产生在半导体衬底中，半导体衬底例如由硅制成的衬底。图 像传感器或“成像器”可以是前照射的或背照射的。

在前照射图像传感器中，像素经由衬底的前侧被照射，衬底的 前侧即承载尤其是互连部件(通常由本领域技术人员称为后段制程 (BEOL)部件)的一侧。

相反，在背照射图像传感器中，像素经由衬底的背侧被照射， 即经由与前侧相对的一侧被照射。

此外，像素一般由深沟槽隔离(DTI)界定，深沟槽隔离的目的 在于确保像素之间的电学隔离和光学隔离从而降低或甚至防止相邻 像素之间的串扰(crosstalk)。此处将回忆到，串扰是源自于邻近像 素并且干扰来自讨论中的像素的信号的寄生信号。串扰可以具有光 学分量和电学分量。

Kitamura等人的题为“SuppressionofCrosstalkbyUsingBackside DeepTrenchIsolationfor1.12μmBacksideIlluminatedCMOSImage Sensor”(IEEE2012)的文章(通过引用并入)例证了在背照射图 像传感器中使用允许串扰被显著降低的电容性深沟槽隔离。

在该文章中，电容性深沟槽隔离通过沉积然后化学机械平坦化 (CMP)被填充有金属使得金属/电介质/硅结构表现为通过将负偏置 电压应用到沟槽的填充金属来允许空穴(holes)被积聚在沟槽周围 由此降低由于暗电流的退化的电容器。

尽管如此，由Kitamura等人的该文章没有提到在图像传感器中 允许电容性沟槽中的每个沟槽被电连接到偏置电压的装置。然而， 该方面在设计图像传感器时是重要的，尤其是由于在像素区周围的 控制逻辑的存在。

实用新型内容

本公开的一个方面提供了一种背照射集成成像设备，包括：

半导体衬底；

像素区，所述像素区由形成在位于所述半导体衬底的沟槽中的 电容性深沟槽隔离界定；

外围区，所述外围区位于所述像素区外侧；

接触焊盘，所述接触焊盘包括偏置接触焊盘；以及

连续导电层，所述连续导电层被配置为在有用的所述像素区中 形成在每个电容性深沟槽隔离中的电极并且被配置为在所述外围区 中形成重新分布层，所述重新分布层电耦合到在每个电容性深沟槽 隔离中的电极并电耦合到所述偏置接触焊盘以用于施加用于偏置在 每个电容性深沟槽隔离中的所述电极的电压；

其中，在每个电容性深沟槽隔离中的所述电极位于沟槽电介质 与用于填充所述沟槽的至少一种材料之间。

根据一个实施例，还包括至少一个导电过孔，所述至少一个导 电过孔与所述重新分布层相接触并电耦合到所述偏置接触焊盘。

根据一个实施例，还包括：

位于所述外围区上方的导电且在光学上不透明的终端层，所述 终端层与所述至少一个导电过孔相接触；以及

导电连接，所述导电连接将所述终端层和所述偏置接触焊盘连 接。

根据一个实施例，其中，所述连续导电层还形成在所述沟槽的 边缘处的连续网格，并且其中所述连续导电层包括侧向延伸，所述 侧向延伸连接到所述连续网格以便形成所述重新分布层并从位于所 述像素区的外围处的所述沟槽中的至少一个沟槽延伸到所述外围 区。

根据一个实施例，其中，所述侧向延伸形成在所述连续网格周 围的连续外围环。

根据一个实施例，还包括至少一个导电过孔，所述至少一个导 电过孔与所述重新分布层相接触并且电耦合到所述偏置接触焊盘， 并且其中所述至少一个导电过孔与所述侧向延伸相接触。

根据一个实施例，其中，所述连续导电层包括从包括钛、氮化 钛、钨和铝的组中选出的至少一种材料。

根据一个实施例，还包括：

抗反射层，所述抗反射层包含氧化硅和氮化硅、位于在所述沟 槽外侧的所述衬底上方；以及