[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

本发明技术方案公开了一种图像传感器及其形成方法，所述图像传感器的形成方法包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成分立的光电二极管；在所述半导体衬底表面形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层表面形成分立的金属栓；在所述第一绝缘层表面形成层间介质层，所述层间介质层还覆盖所述金属栓的侧壁；在所述层间介质层表面形成第二绝缘层；刻蚀所述第二绝缘层，形成与所述光电二极管相对应的反射区，所述反射区远离光电二极管的表面为凸面。本发明技术方案有效减少了光的串扰。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及图像传感器及其形成方法，特别是背照式图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器从物体接收光信号且将光信号转化为电信号，接着电信号可以被传输用于进一步的处理，诸如数字化，然后在诸如存储器、光盘或磁盘的存储器件中存储，或用于在显示器上显示、打印等。图像传感器通常用于诸如数字相机、摄像机、扫描仪、传真机等装置。

图像传感器通常为两种类型，电荷藕合器件(CCD)传感器和CMOS图像传感器(CIS)。CCD称为光电耦合器件，通过光电效应收集电荷，每行像素的电荷随时钟信号被送到模拟位移寄存器上，然后串行转换为电压。CIS是一种快速发展的固态图像传感器，由于CMOS图像传感器中的图像传感器部分和控制电路部分集成于同一芯片中，因此CMOS图像传感器的体积小、功耗低、价格低廉，相较于传统的CCD(电荷耦合)图像传感器更具优势，也更易普及。

现有的CMOS图像传感器主要包括前照式(Front-side Illumination，简称FSI)CMOS图像传感器和背照式(Back-side Illumination，简称BSI)CMOS图像传感器两种。其中，在背照式图像传感器中，光从图像传感器的背面入射到图像传感器中的光电二极管上，从而将光能转化为电能；背照式CMOS图像传感器因其更好的光电转换效果(即量子转化效率高)而获得的更广泛的应用。

现有技术中，在介质层中刻蚀沟槽并填入反光物质，通过反射提高长波长光的量子转化效率。但是，图像传感器的光的串扰问题仍有待解决。

发明内容

本发明技术方案要解决的技术问题是减少图像传感器中光的串扰。

为解决上述技术问题，本发明技术方案提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，在所述半导体衬底内形成分立的光电二极管；在所述半导体衬底表面形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层表面形成分立的金属栓；在所述第一绝缘层表面形成层间介质层，所述层间介质层还覆盖所述金属栓的侧壁；在所述层间介质层表面形成第二绝缘层；刻蚀所述第二绝缘层，形成与所述光电二极管相对应的反射区，所述反射区远离光电二极管的表面为凸面。

可选的，所述反射区凸面的曲率半径为

可选的刻蚀反射区表面形成凸面的方法为干法刻蚀法，采用的气体包括CF系列气体。

可选的，在形成反射区同时或之前或之后，还包括：刻蚀所述第二绝缘层露出所述金属栓，形成金属布线区。

可选的，还包括：在所述第二绝缘层上形成金属层，且将所述金属层覆盖所述反射区和所述金属布线区；采用化学机械抛光工艺平坦化所述金属层至露出所述第二绝缘层，在金属栓上形成金属布线，在反射区上形成金属反射层，所述金属反射层与所述反射区接触面为凹面。

可选的，所述金属层材料为铜或铝或钨。

可选的，在形成所述第二绝缘层后，还包括：在所述第二绝缘层上形成硬掩膜层；刻蚀所述硬掩膜层，定义反射区图形；在所述反射区图形表面形成光刻胶层；进行退火工艺，使光刻胶层表面形成凸面；以所述硬掩膜层为掩膜，沿光刻胶层刻蚀所述第二绝缘层。

可选的，所述退火温度为180℃～240℃，退火时间为50秒～80秒。