[发明专利]CMOS图像传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种CMOS图像传感器，包括：硅衬底；设于硅衬底正面的感光区；设于硅衬底正面的感光区下方的金属互连区，金属互连区包括第一介质层和设于第一介质层中的多层金属互连层；设于第一介质层中的光反弹结构，光反弹结构对应位于感光区的下方，光反弹结构通过金属互连层引出；光反弹结构用于将自硅衬底背面入射的光线再次反射至感光区中，以提高入射光线在硅衬底中的光程，从而进一步提升光的吸收和转化效率。本发明还公开了一种CMOS图像传感器制备方法。

技术领域

本发明涉及CMOS图像传感器技术领域，更具体地，涉及一种集成了电容器的CMOS图像传感器及其制备方法。

背景技术

随着多媒体、数字电视、可视通信等领域的热点增加，CMOS图像传感器的应用前景更加广阔。新功能正推动CMOS图像传感器产业的变革，未来五年的复合年增长率将为10.4％，预测2021年市场规模将达到188亿美元。新的应用：如无人机、机器人、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等，正促使CMOS图像传感器市场焕发新的生机。

与此同时，汽车摄像头市场、安防、生产、医疗和工业市场也已成为CMOS图像传感器的一个重要增长领域。预计2016年～2021年，汽车CMOS图像传感器市场的复合年增长率将高达23％。

技术革新依然是CMOS图像传感器的主要驱动力。最近几年，背照式CMOS图像传感器(BSI)正在兴起，极大地推动了CMOS图像传感器向高性能，小尺寸像素等多元化方向的发展。

但是，背照式CMOS图像传感器也带来了新的问题。

请参阅图1，图1是一种常规的背照式CMOS图像传感器器件的截面结构示意图。如图1所示，背照式CMOS图像传感器结构包括：硅衬底101、硅衬底正面用以感光的掺杂区103、隔离区102、正面金属互连层104、105，硅衬底背面的滤色片106及微透镜阵列107。上述背照式CMOS图像传感器结构中，由于硅衬底101需要经过背面减薄，保留的厚度一般为几个微米。这极大地缩短了入射光(如图示箭头所指)在硅衬底101内的光程，从而影响到了用以感光的掺杂区103对光的吸收以及转化效率。

因此，如何提高光在硅衬底内的光程，进而进一步提高光的吸收及转化效率，已成为本领域技术人员的重要课题。

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CMOS图像传感器及其制备方法。

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CMOS图像传感器，包括：

硅衬底；

设于所述硅衬底正面的感光区；

设于所述硅衬底正面的感光区下方的金属互连区，所述金属互连区包括第一介质层和设于第一介质层中的多层金属互连层；

设于所述第一介质层中的光反弹结构，所述光反弹结构对应位于感光区的下方，所述光反弹结构通过金属互连层引出；其中，所述光反弹结构用于将自硅衬底背面入射的光线再次反射至感光区中；以及

设于所述硅衬底背面、对应位于感光区上方的滤色片及微透镜阵列。

进一步地，所述光反弹结构位于多层金属互连层中的任意一层金属互连层。

进一步地，所述光反弹结构为由不同材料叠设形成的复合层结构。

进一步地，所述光反弹结构为一电容器。

进一步地，所述电容器包括上极板、下极板和位于上极板、下极板之间的第二介质层。

进一步地，所述电容器的上极板、下极板通过栓塞分别连接上下不同层的金属互连层。