[发明专利]背照式图像传感器芯片

说明书

本发明提供一种背照式图像传感器芯片，通过将电容设置于衬底背面并与衬底正面的主体电路彼此连接，避免了占用衬底正面较大的面积，提高了芯片集成度，减少了对主体电路的耦合干扰，利用衬底背面的厚金属作为电容极板，实现了高容值和高品质因子的需求，改善了芯片性能，降低了系统成本，提高了芯片内部布线的利用率。

技术领域

本发明涉及一种背照式图像传感器芯片。

背景技术

背照式图像传感器芯片通常包括具有相对的正面和背面的半导体衬底，其中光从背面进入衬底，用于形成互联电路的金属层设置于衬底正面。随着集成电路工艺特征尺寸的缩小，集成电路芯片的面积越来越小，面积的缩小意味着成本的降低。而集成电路设计所需要的无源元件，如电容，并不能像晶体管那样同等程度地缩小，因此，无源元件较大的面积成为了集成电路芯片缩小的瓶颈。

目前针对电容占用面积较大的问题，将电容置于片外是一种简单的办法，但片外电容的使用，降低了芯片的集成度，同时，也增加了应用该芯片的系统成本；额外增加的焊盘也不利于芯片面积的进一步缩小。集成电路加工厂提供的MIM（金属-绝缘体-金属）电容，为了增加其单位面积容值，增加了特殊的工艺层来减小上下极板的间距，这样需要额外的掩模版，增加了制作成本。MOM（金属-氧化物-金属）电容容值的提高，通常采用多层金属堆叠插指的结构，这降低了芯片内部布线的利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式图像传感器芯片，节省芯片面积，提高芯片集成度，改善芯片性能，降低系统成本，提高芯片内部布线的利用率。

基于以上考虑，本发明提供一种背照式图像传感器芯片，包括：具有相对的正面和背面的半导体衬底，其中光从背面进入衬底；设置于所述衬底正面的主体电路；设置于所述衬底背面的电容；所述电容与所述主体电路彼此连接。

优选的，所述衬底背面具有单层金属，所述单层金属作为所述电容的极板。

优选的，所述衬底背面具有多层金属，其中最厚的一层金属或多层金属作为所述电容的极板。

优选的，所述金属凸出于衬底背面的表面。

优选的，所述金属位于衬底背面的凹槽之中。

优选的，所述凹槽贯穿所述衬底的半导体材料，设置于所述衬底正面的氧化层作为所述凹槽的底部。

优选的，所述金属的侧壁与所述凹槽的侧壁间隔一定距离。

优选的，所述电容与所述主体电路通过通孔或沟槽连接。

优选的，所述电容与所述主体电路的电源线金属、地线金属或信号线金属连接。

优选的，所述电容为插指结构或平板结构。

优选的，所述电容为金属-绝缘体-金属电容或金属-氧化物-金属电容。

本发明的背照式图像传感器芯片，通过将电容设置于衬底背面并与衬底正面的主体电路彼此连接，避免了占用衬底正面较大的面积，提高了芯片集成度，减少了对主体电路的耦合干扰，利用衬底背面的厚金属作为电容极板，实现了高容值和高品质因子的需求，改善了芯片性能，降低了系统成本，提高了芯片内部布线的利用率。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明的背照式图像传感器芯片的背面示意图；

图2为根据本发明一种优选实施例的图1中A-A线的局部剖视图；

图3为根据本发明另一优选实施例的图1中A-A线的局部剖视图；

图4为根据本发明另一优选实施例的图1中A-A线的局部剖视图；

图5为根据本发明又一优选实施例的背照式图像传感器芯片的背面示意图；