[发明专利]背照式传感器及其制造方法、版图结构

说明书

本发明提供一种背照式传感器及其制造方法、版图结构，其中，由于在使用本发明的背照式版图结构以及制造方法制备背照式传感器的过程中，使金属栅格层从像素区延伸至逻辑区的硅穿孔层上，如此可利用位于逻辑区的金属栅格层保护位于金属栅格层下的介质层和插塞，进而防止在后续湿法清洗的过程中清洗液侵蚀金属栅格层下的介质层和插塞，以避免插塞损伤。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种背照式传感器及其制造方法、版图结构。

背景技术

背照式(BSI)传感器的光是从衬底的背面而不是正面进入衬底的，因为减少了光反射，BSI传感器能够比前照式传感器捕捉更多的图像信号。目前，三维堆叠背照式传感器(UTS)通过硅穿孔(TSV:through Si Via)将逻辑运算芯片与像素(光电二极管)阵列芯片进行三维集成，一方面在保持芯片体积的同时，提高了传感器阵列尺寸和面积，另一方面大幅度缩短功能芯片之间的金属互联，减小发热、功耗、延迟，提高了芯片性能。

在三维堆叠背照式传感器(UTS)中，设置金属栅格，并利用金属栅格(metal grid)的不透光特性，防止不同像素(光电二极管)之间的光的串扰，但是这种金属栅格层工艺一直存在一些问题。现有技术中，形成金属栅格时会先沉积金属形成金属层，然后刻蚀金属层以形成位于像素点之间的金属栅格。在上述过程中通常会去除硅穿孔区域的金属层，而在刻蚀去除硅穿孔区域的金属层的刻蚀过程中会刻蚀损伤硅穿孔区的氧化层，而在后续湿法清洗过程中酸液会通过氧化层损伤的部分渗入插塞结构，造成插塞结构的损伤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背照式传感器的版图结构、背照式传感器及其制造方法，以解决现有背照式(BSI)传感器在制造过程中位于硅穿孔层的插塞被损伤的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种背照式传感器，所述背照式传感器包括：逻辑区和像素区，所述逻辑区中形成有硅穿孔层和至少覆盖在所述硅穿孔层上的介质层，所述硅穿孔层中具有多个插塞；所述像素区中形成有像素层和覆盖在所述像素层上的金属栅格层，所述金属栅格层延伸至所述逻辑区的所述介质层上，并覆盖所述插塞。

可选的，位于所述逻辑区的所述金属栅格层呈面状设置，且覆盖所有所述插塞。

可选的，位于所述逻辑区的所述金属栅格层包括至少一个子金属栅格，每个所述子金属栅格对应覆盖一个所述插塞。

可选的，所述金属栅格层还包括连接线，所述连接线连接至少部分位于所述逻辑区的相邻所述子金属栅格。

可选的，所述插塞在所述介质层上的正投影落入所述子金属栅格在所述介质层上的正投影内。

可选的，所述子金属栅格的最大宽度比所述插塞的最大宽度至少大于0.01um。

可选的，相邻所述子金属栅格之间的距离为0.5um～20um。

可选的，所述金属栅格层包括依次形成的粘合层、金属层以及抗反射层。

为解决上述问题，本发明还提供一种背照式传感器的制造方法，所述方法包括：

提供具有逻辑区和像素区的衬底，以及在所述像素区内形成像素层；

对所述衬底执行硅穿孔工艺，以在所述逻辑区内形成连接所述像素层的硅穿孔层，其中，所述硅穿孔层中具有至少一个插塞；

在具有所述硅穿孔层的衬底表面形成介质层，所述介质层覆盖所述硅穿孔层的表面，并暴露所述像素区的所述衬底的表面；

在具有所述介质层的衬底表面形成金属栅格层，所述金属栅格层从所述像素区延伸至所述逻辑区的所述介质层上，并至少覆盖一个所述插塞。

可选的，在具有所述硅穿孔层的衬底表面形成介质层的步骤包括：