[发明专利]图像传感器及其形成方法

说明书

一种图像传感器及其形成方法，所述图像传感器包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管；金属层间介质层，位于所述半导体衬底的正面，所述金属层间介质层内形成有金属互连结构；反射金属层，位于所述金属层间介质层的表面；滤镜结构，位于所述半导体衬底的背面；其中，所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管，用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。本发明方案可以提高光线的吸收量，增加图像传感器的灵敏度。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种图像传感器及其形成方法。

背景技术

图像传感器是摄像设备的核心部件，通过将光信号转换成电信号实现图像拍摄功能。以互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件为例，由于其具有低功耗和高信噪比的优点，因此在各种领域内得到了广泛应用。

以背照式(Back-side Illumination，BSI)CIS为例，在现有的制造工艺中，先在半导体衬底内部及表面形成逻辑器件、像素器件以及金属互连结构，然后采用承载晶圆与所述半导体衬底的正面键合，进而对半导体衬底的背部进行减薄，进而在半导体衬底的背面形成CIS的后续工艺，例如在所述像素器件的半导体衬底背面形成网格状的格栅(Grid)，在所述格栅之间的网格内形成滤光镜(Filter)矩阵等。其中，所述像素器件可以包括光电二极管。

3维堆栈式(3D-Stack)CIS被开发出来，以支持对更高质量影像的需求。具体而言，3D-Stack CIS可以对逻辑晶圆以及像素晶圆分别进行制作，进而将所述逻辑晶圆的正面以及所述像素晶圆的正面键合，由于像素部分和逻辑电路部分相互独立，因此可针对高画质的需求对像素部分进行优化，针对高性能的需求对逻辑电路部分进行优化。

然而在现有的图像传感器中，由于光线在硅衬底中的吸收深度不同，一部分光线会穿透光电二极管而未能被吸收，导致量子效率下降，影响图像传感器的成像质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种图像传感器及其形成方法，可以提高光线的吸收量，增加图像传感器的灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器，包括：半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管；金属层间介质层，位于所述半导体衬底的正面，所述金属层间介质层内形成有金属互连结构；反射金属层，位于所述金属层间介质层的表面；滤镜结构，位于所述半导体衬底的背面；其中，所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管，用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。

可选的，所述反射金属层的反射面具有凹陷部，所述凹陷部向远离所述光电二极管的方向凹陷。

可选的，所述凹陷部的纵截面的形状为弧形、三角形或梯形；其中，所述纵截面的方向垂直于所述半导体衬底的表面。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种图像传感器的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管；在所述半导体衬底的正面形成金属层间介质层，所述金属层间介质层内形成有金属互连结构；在所述金属层间介质层的表面形成反射金属层；在所述半导体衬底的背面形成滤镜结构；其中，所述反射金属层的反射面朝向所述光电二极管，用于将入射至所述反射面的光线反射回光电二极管。