[发明专利]前照式CMOS图像传感器的形成方法

说明书

本发明提供一种前照式CMOS图像传感器的形成方法，包括：依次形成器件层、多层金属层，所述器件层包括感光区域和非感光区域；形成顶层金属层，刻蚀顶层金属层形成预设图案；在感光区域和非感光区域上方依次形成第一阻挡层和介质层；研磨所述介质层，停止至所述非感光区域的第一阻挡层区域表面；在所述研磨后的表面上形成第二阻挡层；刻蚀所述感光区域的第二阻挡层、介质层至暴露出第一阻挡层表面；其中，通过第一阻挡层的阻挡，可以提高研磨和刻蚀工艺的均匀性，并在保证感光区域表面与非感光区域表面相对较低高度差的同时可以获得感光区域相对较短的光程。

技术领域

本发明涉及一种前照式CMOS图像传感器的形成方法。

背景技术

图像传感器是能够感受光学图像信息并将其转换成可用输出信号的传感器，是组成数字摄像头的重要组成部分。根据元件的不同，可分为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）和CMOS（Complementary Metal-OxideSemiconductor，金属氧化物半导体元件）两大类。

CMOS图像传感器具有工艺简单、易与其他器件集成、体积小、重量轻、功耗小、成本低等优点。因此，随着技术发展，CMOS图像传感器越来越多地取代CCD图像传感器应用于各类电子产品中。目前CMOS图像传感器已经广泛应用于静态数码相机、照相手机、数码摄像机、医疗用摄像装置（例如胃镜）、车用摄像装置等。

CMOS图像传感器产品可分为FSI（FrontSide Illumination，前照式）和BSI（BackSide Illumination，背照式）。前照式CMOS图像传感器产品中，BEOL（Back EndOf Line，后段工艺）制程中具有至少为两层以上的金属布线，即包括多层的金属线及介质层。对于感光区，从芯片表面到感光表面的距离比较大，这就使入射光线必须经过一个较长的路程（光程）才能被感光区吸收，不仅光线衰减较大，降低了光线敏感性，而且使芯片的CRA（ChiefRay Angle，主光线与成像面法线方向的夹角）不能太大，应用范围受限，从而大大影响了图像传感器的性能。

具体参见图1-图5示出的现有技术的前照式CMOS图像传感器的制造方法的部分示意图。

参见图1、图2，依次形成器件层10、多层金属层20，所述器件层10包括感光区域12和非感光区域11；形成顶层金属层30，刻蚀顶层金属层30形成预设图案（如图2所示）。

参见图3、图4，在感光区域12和非感光区域11上方形成介质层40，研磨介质层40停止于距离顶层金属层30表面的间距H1至少为200nm的位置，由于研磨工艺存在边缘快中心慢，因此如果研磨介质层40停止于距离顶层金属层30表面的间距H1小于200nm的位置，可能在研磨过程中会对晶圆边缘的顶层金属层30表面造成损伤，并且晶圆与晶圆之间研磨的均匀性也难以保证，从而影响图像传感器性能。随后，在研磨后的表面上形成阻挡层60，优选的，所述阻挡层60的材质为SiN，SiON，SiC, SiNC, SiONC中的任意一种或多种组合，厚度通常为30-200nm。

参见图5，刻蚀感光区域的阻挡层60、介质层40，为保证最终感光区域和非感光区域交界处彩色滤光层，微透镜层具有良好的形貌，需要控制感光区域表面与非感光区域表面的高度差H2不能过大，通常为300-800nm，因此介质层40的刻蚀损失就不能过大，最终造成感光区域的介质层40表面与器件层10表面之间的距离H3较大，也就是说，入射光的光程较长，降低了光线敏感性，并且晶圆与晶圆之间的刻蚀均匀性也难以保证，从而影响图像传感器性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种前照式CMOS图像传感器的形成方法，提高研磨和刻蚀工艺的均匀性，保证感光区域表面与非感光区域表面相对较低高度差的同时获得感光区域相对较短的光程，提高图像传感器性能。