[发明专利]一种高性能CMOS成像传感器结构及其制作方法

权利要求书

1.一种高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，包括：

并列设于半导体衬底正面上的第一感光区域和电路器件区域，所述电路器件区域下方的所述衬底中还设有第二感光区域，所述第二感光区域通过导电沟槽与位于上方的所述电路器件区域中的电路器件以及位于旁边的第一感光区域相连；

其中，所述电路器件区域与其下方的第二感光区域之间通过隔离区相隔离，所述电路器件区域和第一感光区域的外围通过深沟槽隔离结构实现像元间隔离，所述深沟槽隔离结构的上下两端分别自所述衬底的正面和背面表面露出；

其中，金属互连层设于所述衬底的正面上，光线自所述衬底的背面入射。

2.根据权利要求1所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述第一感光区域形成有第一感光pn器件，所述第二感光区域形成有第二感光pn器件，所述电路器件区域形成有多个电路器件，所述第一感光pn器件和第二感光pn器件通过所述导电沟槽与所述电路器件区域中一个对应电路器件的源/漏端相连接。

3.根据权利要求2所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述导电沟槽位于所述衬底中，所述导电沟槽的上端和下端分别接触所述第一感光pn器件和第二感光pn器件。

4.根据权利要求1-3任一所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述导电沟槽内填充有掺杂导电多晶硅，并经过扩散处理。

5.根据权利要求1所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述隔离区为氧离子注入隔离层。

6.根据权利要求1所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述深沟槽隔离结构的下端通过对所述衬底的背面进行减薄而露出。

7.根据权利要求1所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述电路器件为MOS晶体管。

8.根据权利要求7所述的高性能CMOS成像传感器结构，其特征在于，所述金属互连层设于所述衬底正面上的层间介质层中，所述层间介质层的表面设有连接所述金属互连层的PAD层。

9.一种高性能CMOS成像传感器结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一半导体衬底，在所述衬底的正面上形成用于像元间隔离的深沟槽隔离结构；

在深沟槽隔离结构以内的所述衬底的正面上形成用于导电的沟槽；

在所述沟槽一侧的所述衬底的正面上形成第一感光区域，包括形成第一感光pn器件，并在所述沟槽另一侧用于形成电路器件区域下方的所述衬底中形成第二感光区域，包括形成第二感光pn器件；

在所述第二感光区域的上方形成隔离区；

对所述沟槽进行掺杂导电多晶硅的填充，并进行扩散处理，形成导电沟槽，使所述第一感光pn器件通过导电沟槽与第二感光pn器件相连；

在所述隔离区上方的所述衬底的正面上形成电路器件区域，包括在所述电路器件区域中形成多个电路器件的栅极及其源/漏端，并使其中一个对应电路器件的源/漏端与所述导电沟槽相连；

在所述衬底的正面表面上形成层间介质层，在所述层间介质层中形成金属互连层，以及在所述层间介质层的表面形成连接所述金属互连层的PAD层；

对所述衬底的背面进行减薄处理，停止在所述深沟槽隔离结构的底部，使第一感光区域和第二感光区域露出于所述衬底的背面表面。

10.根据权利要求9所述的高性能CMOS成像传感器结构的制作方法，其特征在于，自所述衬底的正面表面向下对所述衬底进行多次不同种类离子的注入，自上而下在所述衬底中分别形成位于所述第一感光区域的第一感光pn器件，以及位于所述电路器件区域的隔离区和第二感光pn器件。