[发明专利]背照式图像传感器及其形成方法

说明书

一种背照式图像传感器及其形成方法，所述方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底内具有光电二极管以及浮置扩散区；在所述半导体衬底的正面形成金属薄膜，所述金属薄膜覆盖所述光电二极管；在所述金属薄膜的表面形成存储器件以及开关器件，所述存储器件经由所述开关器件与所述浮置扩散区电连接。本发明方案可以避免存储器件受到光线照射的影响。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种背照式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。

作为用于CIS的电子快门系统，披露了一种全域快门系统，即同时开始对成像的所有有效像素曝光，并且对所有有效像素同时结束曝光。其中，为了储存由光电二极管产生的光电电荷，需设置存储器件。然而，存储器件容易受到光线照射的影响，导致存储功能下降。

亟需一种新型的图像传感器结构，以在提高存储器件的存储能力的同时，不影响图像传感器的成像效果。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种背照式图像传感器及其形成方法，可以避免存储器件受到光线照射的影响。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种背照式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以及浮置扩散区；在所述半导体衬底的正面形成金属薄膜，所述金属薄膜覆盖所述光电二极管；在所述金属薄膜的表面形成存储器件以及开关器件，所述存储器件经由所述开关器件与所述浮置扩散区电连接。

可选的，在所述金属薄膜的表面形成存储器件以及开关器件之前，所述的背照式图像传感器的形成方法还包括：在所述半导体衬底的正面形成栅极结构，所述栅极结构与所述金属薄膜之间具有预设距离。

可选的，所述开关器件为晶体管，所述存储器件与所述晶体管的源极或漏极中的一端电连接；可选的，在所述金属薄膜的表面形成存储器件以及开关器件包括：在所述金属薄膜的表面形成多晶硅层；形成介质层，所述介质层覆盖所述多晶硅层的表面；在所述多晶硅层内形成所述晶体管的源漏掺杂区以及所述存储器件；在所述多晶硅层的表面形成所述晶体管的栅极；其中，所述晶体管的源极或漏极中的另一端与所述浮置扩散区电连接。

可选的，在形成介质层之前，所述的背照式图像传感器的形成方法还包括：对所述多晶硅层进行刻蚀，以形成隔离沟槽；其中，所述介质层填充所述隔离沟槽并覆盖所述多晶硅层的表面。

可选的，所述金属薄膜的材料选自：钨以及铝。

可选的，所述半导体衬底内具有P型阱区，所述多晶硅层的掺杂类型为P型。

可选的，所述存储器件为电容器。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种背照式图像传感器，包括：半导体衬底；光电二极管以及浮置扩散区，分别位于所述半导体衬底内；金属薄膜，位于所述半导体衬底的表面，所述金属薄膜覆盖所述光电二极管；存储器件以及开关器件，位于所述金属薄膜的表面，所述存储器件经由所述开关器件与所述浮置扩散区电连接。

可选的，所述开关器件为晶体管，所述存储器件与所述晶体管的源极或漏极中的一端电连接；所述图像传感器还包括：多晶硅层，位于所述金属薄膜的表面；介质层，覆盖所述多晶硅层的表面；晶体管的栅极，位于所述多晶硅层的表面；其中，所述晶体管的源漏掺杂区以及所述存储器件形成与所述多晶硅层内，所述晶体管的源极或漏极中的另一端与所述浮置扩散区电连接。

可选的，所述的背照式图像传感器还包括：隔离沟槽，位于P型多晶硅层内；其中，所述介质层填充所述隔离沟槽并覆盖所述P型多晶硅层的表面。