[发明专利]背照式CMOS图像传感器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种背照式CMOS图像传感器及其制造方法，通过四张光罩的使用即可形成焊盘等结构，降低了光罩的使用；进一步的，所形成的金属网格与所述焊盘连接，其包括位于所述第一隔离槽的第一金属线、位于所述第二隔离槽的第二金属线及连接所述焊盘、第一金属线和第二金属线的第三金属线，通过所述金属网格能够很好的限定入射的光线，避免出现串扰，提高了背照式CMOS图像传感器的质量。更进一步的，所述焊盘上施加了负压，由此与所述焊盘连接的金属网格上也施加了负压，也即在所述第一隔离槽中形成的第一隔离结构和在所述第二隔离槽中形成的第二隔离结构上施加了负压，通过在所述第一隔离结构和所述第二隔离结构上施加负压可以抑制噪点和暗电流的产生。

技术领域

本发明涉及图像传感器制造技术领域，特别涉及一种背照式CMOS图像传感器及其制造方法。

背景技术

图像传感器是在光电技术基础上发展起来的，所谓图像传感器，就是能够感受光学图像信息并将其转换成可输出信号的传感器。图像传感器可以提高人眼的视觉范围，使人们看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处发生的事情，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，生命、生理、病变的发生发展过程，等等。可见图像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用。可以说，现代人类活动已经无法离开图像传感器了。

图像传感器可依据其采用的原理而区分为电荷耦合装置(Charge-CoupledDevice)图像传感器(亦即俗称CCD图像传感器)以及CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器，其中CMOS图像传感器基于互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术而制造。由于CMOS图像传感器是采用传统的 CMOS电路工艺制作，因此可将图像传感器以及其所需要的外围电路加以整合，从而使得CMOS图像传感器具有更广的应用前景。

按照接收光线的位置的不同，CMOS图像传感器可以分为前照式CMOS图像传感器及背照式CMOS图像传感器，其中，背照式CMOS图像传感器与前照式CMOS图像传感器相比，最大的优化之处就是将元件内部的结构改变了，即将感光层的元件入射光路调转方向，让光线能从背面直射进去，避免了在前照式 CMOS图像传感器结构中，光线会受到微透镜和光电二极管之间的结构和厚度的影响，提高了光线接收的效能。

但在现有技术的背照式CMOS图像传感器中，在像素晶圆和逻辑晶圆键合以后仍需要使用多张光罩(通常需要使用六张光罩)以形成金属焊盘等结构，从而得到背照式CMOS图像传感器。如何减少光罩的使用以降低制造成本，成了本领域技术人员一直以来需要解决的一个问题。同时，越来越多背照式CMOS 图像传感器利用深沟槽隔离来减少光路串扰，但是引入新的深沟槽隔离制程，会引入工艺缺陷，相反会增加噪点和暗电流。如何在新工艺中减少噪点和暗电流也成了需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式CMOS图像传感器及其制造方法，以解决现有技术中在像素晶圆和逻辑晶圆键合以后仍需要使用多张光罩以形成金属焊盘等结构的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种背照式CMOS图像传感器的制造方法，所述背照式CMOS图像传感器的制造方法包括：

提供键合在一起的逻辑晶圆和像素晶圆；

采用第一张光罩，以在所述像素晶圆的背面形成焊盘区、第一隔离槽和第二隔离槽；

形成介质材料层，所述介质材料层覆盖所述焊盘区、所述第一隔离槽、所述第二隔离槽及所述像素晶圆的背面；

采用第二张光罩，以在所述焊盘区暴露出金属层；

形成金属材料层，所述金属材料层覆盖所述金属层、所述焊盘区、所述第一隔离槽、所述第二隔离槽及所述像素晶圆的背面；

采用第三张光罩，以在所述焊盘区形成焊盘，所述焊盘与所述金属层连接；