[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明提供了一种图像传感器及其形成方法，提供一逻辑基底，在所述逻辑基底中形成暴露金属互连层中顶层金属层的第一开口，并形成防串扰层填充所述第一开口，并与所述顶层金属层相连接。本发明所提供的图像传感器及其形成方法，将所述逻辑基底中器件产生的热量通过金属互连层中的顶层金属层高效地传导至面积较大，且在逻辑基底之上的防串扰层，从而获得了更好的传热及散热效率，避免了因逻辑基底因散热较差、温度过高而导致其逻辑电路的时延及功耗的上升。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法

背景技术

传统的CMOS图像传感器为前照式。即，光线从入射面射入之后，通常先要经过片上透镜和彩色滤光片，接着再通过金属互连层，最后才可被光电二极管接收，从而导致部分光线被金属互连层阻挡和反射掉。而随着技术的发展，背照式(Back-illuminated)CMOS图像传感器应运而生，其将金属互连层置于光电二极管的下方，从而提高了光线利用率。在此基础上更产生了堆叠式(Stacked)传感器，堆叠式传感器将包括金属互连层在内的逻辑区域形成在一逻辑基底中，而像素区域形成在另一个基底，即像素基底中，从而使包括金属互连层在内的逻辑区域与像素区域能够分开进行加工，进一步节省了空间，增加了单位面积中能够植入的像素数量。

虽然图像传感器在分辨率和像素方面都有较大的改进，但是在其散热性能方面仍存在不足，例如现有技术中背照式堆叠式图像传感器的逻辑电路所产生的热量，主要是通过金属互连层进行导热，但是由于金属互连层掩埋在逻辑基底中，其导热效率较低仍会导致逻辑电路温度较高，进而引发电路的功耗及延迟的增加。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中图像传感器的导热效率较低的问题，基于此，本发明提供了一种图像传感器及其形成方法。

本发明提供了一种图像传感器，包括：

逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层，所述层间介质层中形成有第一开口，用于构成一第一连通口，并且部分所述金属互连层暴露在所述第一开口中；以及在所述层间介质层上形成有一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口并与所述金属互连层连接；以及，

像素基底，通过一键合层键合在所述逻辑基底上，在所述像素基底上形成有光电二极管。

优选的，所述防串扰层覆盖所述第一连通口的底部和侧壁，而未完全填充所述第一连通口，进而利用所述防串扰层在所述第一连通口的位置处界定出一第二连通口；以及，所述键合层形成在所述逻辑基底的所述防串扰层上并填充所述第二连通口。

优选的，在所述层间介质层上还形成有一缓冲层，所述缓冲层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第二开口，所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。

优选的，在所述层间介质层上还形成有一保护层，以及所述缓冲层形成在所述保护层上；并且，所述保护层在对应所述层间介质层的所述第一开口的位置上还形成有第三开口，所述第三开口、所述第二开口和所述第一开口共同用于构成所述第一连通口。

优选的，所述金属互连层的材料包括铜。

优选的，所述防串扰层的材料包括铝。

优选的，所述像素基底和逻辑基底为硅晶圆。

本发明还提供了一种图像传感器的形成方法，包括：

提供一逻辑基底，所述逻辑基底上形成有一层间介质层，以及在所述层间介质层中形成有至少一层金属互连层；

在所述层间介质层中形成第一开口，用于构成一第一连通口，并且所述第一开口暴露出部分所述金属互连层；

在所述层间介质层上形成一防串扰层，所述防串扰层填充所述第一连通口，并与所述金属互连层连接；