[发明专利]光栅的制作方法以及背照式CMOS图像传感器

说明书

本发明提供了一种光栅的制作方法以及一种具有光栅的背照式CMOS图像传感器。该光栅的制作方法包括：提供一基底，在所述基底上形成一图像掩模层并刻蚀所述图像掩模层形成若干开口，接着形成光栅层，所述光栅层覆盖剩余的图像掩模层并填充所述开口，然后进行平坦化工艺以去除部分光栅层直至露出剩余的图像掩模层，最后去除剩余的图像掩模层。使用本发明技术方案可实现对光栅形貌的严格控制。

技术领域

本发明属于制造技术领域，特别涉及一种光栅的制作方法和具有光栅的背照式CMOS图像传感器。

背景技术

由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅(grating)。光栅常常用于色散分光、光学滤波器、光纤光栅、立体成像、防伪应用等。同时光栅也被应用于半导体领域，比如作为图像传感器的色隔离器件。

图像传感器按照感光原理与感光元件的不同，可分为CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合元件)图像传感器与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属-氧化物-半导体)图像传感器。与CCD图像传感器相比，CMOS图像传感器能够更好地满足用户对各种应用中的图像传感器不断提升的品质要求，如更加灵活的图像捕获、更高的灵敏度、更宽的动态范围、更高的分辨率、更低的功耗以及更加优良的系统集成等。

一般的，CMOS图像传感器按照结构可分为：前照式(FSI,Front SideIllumination)结构和背照式(BSI，Back Side Illumination)结构。在前照式CMOS图像传感器中，光从传感器的正面入射，穿过层间介质层和互连层，最终落到像素单元中光电二极管上，光路径中的额外的层(例如不透明和反射金属层)会限制光电二极管所吸收的光量，由此降低了量子效率。相反，背照式CMOS图像传感器中光从传感器的背面入射，无需穿过层间介质层和互连层即射向像素单元中的光电二极管，这样使得光线更加直接的进入光电二极管，减少了光线损失，在同一单位时间内，单个像素单元能获取的光能量更大，对画质有明显的提升。

随着背照式CMOS图像传感器像素集成度的提高，像素单元越来越小，会发生彼此之间抗干扰能力的减弱，造成错误的感光颜色和数量发生，这个现象被称为串扰。其中像素单元之间光串扰的影响最大，像素单元的感光元件将光能部分转化成为细微的电流，如果这些电流出现在不该出现的地方即产生了光串扰，就会在原始图像上形成轻微的变形，从而产生噪点。

为了降低像素单元之间的光串扰，光栅被制作在背照式CMOS图像传感器的光入射表面，将像素单元隔开以降低光串扰影响，从而提高图像传感器的信噪比。

申请人研究发现，随着光栅的线宽越来越小，利用目前工艺形成的光栅层表面粗糙且平坦化工艺难以控制，制作的光栅形貌如金属线的均匀性和表面平整度并不理想。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种光栅的制作方法，以得到具有良好均匀性和表面平整度的光栅。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种光栅的制作方法，包括：

提供一基底；

在所述基底上形成一图像掩模层；

刻蚀所述图像掩模层形成若干开口；

形成光栅层，所述光栅层覆盖剩余的图像掩模层并填充所述开口；

进行平坦化工艺以去除部分光栅层直至露出剩余的图像掩模层；

去除剩余的图像掩模层。

上述方案中，在基底上形成一图像掩模层，并通过图像掩模层控制平坦化工艺的终点，这样进行平坦化工艺后的结构表面平整，由此形成的光栅具有良好的均匀性和平整度。

另一方面，本发明还提供了一种光栅的制作方法，包括：