[发明专利]防止划片损伤的CMOS图像传感器结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种防止划片损伤的CMOS图像传感器结构及其制作方法，通过在电路硅片芯片外围区域的硅衬底上、下表面形成相连通的中空第一、第二沟槽，与位于其下方第一介质层中的保护环结合，在芯片内部区域外围形成一个复合的保护环结构，使得在划片槽区域因划片损伤造成的裂缝被中空的第一、第二沟槽屏蔽，不会进一步沿着硅衬底一直延伸到芯片内部区域，因此不会对芯片造成不良影响，从而保证了CMOS图像传感器的性能和功能，提高了成品率和可靠性。

技术领域

本发明涉及CMOS图像传感器技术领域，更具体地，涉及一种可防止划片损伤的CMOS图像传感器结构及其制作方法。

背景技术

图像传感器是指将光信号转换为电信号的装置，其中大规模商用的图像传感器芯片包括电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器芯片两大类。CMOS图像传感器和传统的CCD传感器相比具有低功耗，低成本和与CMOS工艺兼容等特点，因此得到越来越广泛的应用。现在CMOS图像传感器不仅用于微型数码相机(DSC)，手机摄像头，摄像机和数码单反(DSLR)等消费电子领域，而且在汽车电子，监控，生物技术和医学等领域也得到了广泛的应用。

CMOS图像传感器按照入射光进入光电二极管的路径不同，可以分为前照式和背照式两种图像传感器，前照式是指入射光从硅片正面进入光电二极管的图像传感器，而背照式是指入射光从硅片背面进入光电二极管的图像传感器。通过采用背照式CMOS图像传感器工艺，使得入射光从硅片的背面进入光电二极管，从而减小介质层对入射光的损耗和增加CMOS图像传感器中光电二极管的面积，提高了像素单元的灵敏度，因此背照式工艺被越来越多的CMOS图像传感器所采用。

在背照式CMOS图像传感器完成硅片的制造工艺以后，如图1所示，需要进行减薄和划片，将硅片上的芯片切割下来，后续再进行封装和终测。在划片时，需要沿着芯片之间的划片槽区域E’进行X方向和Y方向的切割，而在切割过程中由于应力的作用，会在划片槽和芯片内造成损伤11。

如图2所示，其反映图1中常规芯片和划片槽的截面图结构，背照式工艺由两片硅片的介质层之间的键合后堆叠而成。图中位于堆叠结构上方的是电路硅片A’，位于堆叠结构下方的是载片硅片B’；其中，载片硅片的上表面和电路硅片的下表面分别具有介质层15、14，两个介质层通过硅片间的键合结合在一起。在电路硅片中包括了芯片内部区域C’、芯片外围区域D’和划片槽区域E’；其中，芯片内部区域即像素单元和处理电路所在的位置；在芯片外围区域设有常规保护环13。图1中一个芯片即由一个芯片内部区域及围绕芯片内部区域的芯片外围区域组成。同常规CMOS工艺不同的是，由于使用背照工艺，因此在整个芯片的最上方是硅衬底12，而通过后道互连工艺形成的常规保护环13位于硅衬底下方的介质层14内部，因而当进行硅片切割时，容易造成硅衬底的损伤。

如图3所示，其为芯片沿图2中的划片槽中间进行切割以后的示意图。由于在切割后的划片槽边缘容易产生损伤11，而这些硅片切割造成的损伤又会演变为裂缝11’，从切割后的划片槽区域E’沿着硅衬底12一直延伸到芯片内部区域C’，可能造成CMOS图像传感器暗电流上升、白色像素增加等性能的劣化，严重的甚至可能造成整个芯片的失效。

因此，需要设计一种新型结构来防止划片损伤对背照式CMOS图像传感器功能和性能的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种防止划片损伤的CMOS图像传感器结构及其制作方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种防止划片损伤的CMOS图像传感器结构，至少包括一电路硅片；

所述电路硅片自上而下包括：硅衬底、第一介质层；

所述电路硅片设有多个芯片区域，所述芯片区域包括芯片内部区域和围绕芯片内部区域的芯片外围区域，各芯片区域之间围绕设有划片槽区域；